Geleneksel fren sistemleri geçen yüzyılda pek değişmedi, bu nedenle kablolu fren teknolojisi kavramı, otomobil üreticilerinin ve halkın benimsemeye isteksiz olduğu bir değişikliği temsil ediyor. Brake-by-wire, frenleri elektrikli araçlarla kontrol eden fren sistemlerini ifade eder.
Hidrolik Frenlerin Rahatlatıcı Doğası
Geleneksel fren sistemlerinde, fren pedalına basmak, fren pabuçlarını veya balatalarını harekete geçiren hidrolik basınç üretir. Daha eski sistemlerde pedal, doğrudan birincil silindir olarak bilinen bir hidrolik bileşene etki eder. Modern sistemlerde, genellikle vakumla çalışan bir fren güçlendirici, pedalın gücünü büyütür ve fren yapmayı kolaylaştırır.
Kabloyla fren bu bağlantıyı koparır, bu yüzden teknoloji bazıları tarafından elektronik gaz kelebeği kontrolünden veya telden direksiyondan daha tehlikeli olarak görülür.
Birincil silindir etkinleştirildiğinde, fren hatlarında hidrolik basınç oluşturur. Bu basınç daha sonra her bir tekerlekte bulunan ve ya bir rotoru fren balataları arasına sıkıştıran ya da fren pabuçlarını dışarı doğru bir kampanaya doğru bastıran ikincil silindirlere etki eder.
Modern hidrolik fren sistemleri bundan daha karmaşıktır ancak aynı genel prensipte çalışır. Hidrolik veya vakumlu fren güçlendiriciler, sürücünün uygulamak zorunda olduğu kuvvet miktarını az altır. Kilitlenme önleyici frenler ve çekiş kontrol sistemleri gibi teknolojiler, frenleri otomatik olarak etkinleştirebilir veya serbest bırakabilir.
Elektrikli ve elektro-hidrolik frenler geleneksel olarak yalnızca römorklarda kullanılmıştır. Römorklar, fren lambaları ve dönüş sinyalleri için elektrik bağlantılarına sahip olduğundan, elektro-hidrolik bir ana silindir veya elektrikli aktüatörlerde kablolama yapmak kolaydır. OEM'lerde benzer teknolojiler mevcuttur, ancak frenlerin güvenlik açısından kritik doğası, bir otomotiv endüstrisinin kablolu fren teknolojisini benimseme konusunda tereddüt etmesine neden olmuştur. Bununla birlikte, kendi kendine sürüş ve destekli sürüş sistemlerinin yükselişiyle birlikte, kablolu fren daha geniş bir kullanım alanı buldu.
Elektro-Hidrolik Frenler Kısa Durur
Mevcut kablolu fren sistemleri, tamamen elektronik olmayan bir elektro-hidrolik model kullanır. Bu sistemlerde hidrolik sistemler bulunur, ancak sürücü, fren pedalına basarak doğrudan ana silindiri etkinleştirmez. Bunun yerine, birincil silindir, bir kontrol ünitesi tarafından düzenlenen bir elektrik motoru veya pompa tarafından etkinleştirilir.
Elektro-hidrolik bir sistemde fren pedalına basıldığında, kontrol ünitesi her bir tekerleğin ne kadar frenleme kuvvetine ihtiyacı olduğunu belirlemek için bir dizi sensörden gelen bilgileri kullanır. Sistem daha sonra her bir kaliper için gerekli miktarda hidrolik basınç uygulayabilir.
Elektro-hidrolik ve geleneksel hidrolik fren sistemleri arasındaki diğer temel fark, ne kadar basıncın söz konusu olduğudur. Elektro-hidrolik fren sistemleri tipik olarak geleneksel sistemlerden daha yüksek basınçlar altında çalışır. Normal sürüş koşullarında hidrolik frenler yaklaşık 800 PSI'da çalışırken, Sensotronic elektro-hidrolik sistemleri 2.000 ile 2.300 PSI arasında basınçları korur.
Elektromekanik Sistemler Gerçekten Telden Frenlenir
Üretim modellerinde hala elektro-hidrolik sistemler kullanılırken, gerçek kablolu fren teknolojisi hidroliği tamamen ortadan kaldırır. Bu teknoloji, fren sistemlerinin güvenlik açısından kritik doğası nedeniyle hiçbir üretim modelinde gösterilmemiştir. Yine de önemli araştırma ve testlerden geçmiştir.
Elektro-hidrolik frenlerin aksine, bir elektromekanik sistemdeki bileşenler elektroniktir. Kaliperlerde hidrolik ikincil silindirler yerine elektronik aktüatörler bulunur ve her şey yüksek basınçlı birincil silindir yerine bir kontrol ünitesi tarafından yönetilir. Bu sistemler ayrıca her bir kaliperde sıcaklık, kelepçe kuvveti ve aktüatör konum sensörleri dahil olmak üzere çeşitli ek donanımlar gerektirir.
Elektromekanik frenler, her bir kaliper uygun miktarda fren kuvveti oluşturmak için birden fazla veri girişi aldığından karmaşık iletişim ağları içerir. Bu sistemlerin güvenlik açısından kritik doğası nedeniyle, kumpaslara ham veri iletmek için tipik olarak yedekli, ikincil bir veri yolu vardır.
By-Wire Teknolojisinin Yapışkan Güvenlik Sorunu
Hidroelektrik ve elektromekanik fren sistemleri, geleneksel sistemlerden potansiyel olarak daha güvenlidir. Ancak ABS, ESC ve benzeri teknolojilerle daha fazla entegrasyon potansiyeli nedeniyle güvenlik endişeleri bu sistemleri geride bıraktı. Geleneksel fren sistemleri başarısız olabilir ve başarısız olabilir, ancak yalnızca feci bir hidrolik basınç kaybı, sürücünün durmasını veya yavaşlamasını tamamen engeller. Doğası gereği daha karmaşık elektromekanik sistemler çok sayıda potansiyel arıza noktasına sahiptir.
Yük devretme gereksinimleri ve kablolu fren gibi güvenlik açısından kritik sistemlerin geliştirilmesine yönelik diğer yönergeler, ISO 26262 gibi işlevsel güvenlik standartlarına tabidir.
By-Wire Teknolojisini Kim Sunar?
Az altılmış miktarda veri ile çalışabilen yedeklilik ve sistemler, sonunda elektromekanik frenleme teknolojisini yaygın olarak benimsenecek kadar güvenli hale getirecektir. Bu noktada, sadece birkaç OEM elektro-hidrolik sistemleri denedi.
Toyota, 2001 yılında Estima Hybrid modeli için bir elektro-hidrolik fren sistemini tanıttı. Elektronik Kontrollü Fren (ECB) teknolojisinin varyasyonları o zamandan beri mevcuttur. Teknoloji ilk olarak 2005 model yılı için ABD'de Lexus RX 400h ile ortaya çıktı.
Kabloyla fren teknolojisinin başarısızlığa uğradığı bir örnek, Mercedes-Benz'in yine 2001 model yılı için tanıtılan Sensotronic Fren Kontrolü (SBC) sistemini çekmesiydi. Mercedes, SBC sisteminin aynı işlevselliğini geleneksel bir hidrolik fren sistemi aracılığıyla sunacağını iddia etti.
