Συστήματα Ενεργητικής Ασφάλειας Part II

Το ABS, όπως το είδαμε τον προηγούμενο μήνα, δεν παίζει πάντα «σόλο»: καθώς τα αυτοκίνητά μας κουβαλάνε όλο και περισσότερη τεχνολογία στο βασικό εξοπλισμό, το ABS μπορεί να αποτελεί τη βάση και για άλλα δευτερεύοντα συστήματα, τα οποία συμπληρώνουν και υποστηρίζουν τη λειτουργία του. Πολλές φορές μάλιστα οι «φίλοι» αυτοί είναι τόσο εξελιγμένοι ως προς τη λειτουργία τους, που μόνο «δευτερεύοντες» δεν τους λες…

Μετά το ABS, τι..?

Η παρουσία και μόνο όλου εκείνου του «ηλεκτροϋδραυλικού hardware» του ABS που είδαμε αναλυτικά τον προηγούμενο μήνα στο Part I, άνοιξε διάπλατα το δρόμο σε πολλά άλλα υποσυστήματα ρύθμισης-ελέγχου του φρεναρίσματος, τα οποία είτε δεν υπήρχαν καθόλου πριν από το ABS είτε αντί αυτών χρησιμοποιούνταν πολύ απλούστερα μηχανικά συστήματα. Ας ξεκινήσουμε το Part II της σειράς για τα συστήματα ενεργητικής ασφάλειας, εξερευνώντας τα σημαντικότερα εξ αυτών.

EBD: ο φύλακας-άγγελος των «χαμηλωμένων»

Αναλύοντας το ABS τον προηγούμενο μήνα, είδαμε πώς μπορούμε να μεγιστοποιήσουμε τη δύναμη πέδησης στα φρένα και πώς μπορούμε να τη ρυθμίσουμε έτσι ώστε να μην προκαλεί ανεπιθύμητο μπλοκάρισμα των τροχών (που αυξάνει τις αποστάσεις ακινητοποίησης) και απώλεια ελέγχου του αυτοκινήτου (που μας στέλνει φρεναριστούς ευθεία). Ποιο θα μπορούσε, λοιπόν, να είναι το επόμενο λογικό βήμα? Οι μηχανικοί στα τμήματα R&D των εταιρειών, όπως πάντα, βρήκαν και τρόπους να βελτιώσουν ακόμα περαιτέρω το φρενάρισμα. Στο στόχαστρό τους, λοιπόν, μετά το ABS μπήκε ο τρόπος κατανομής της πίεσης. Αυτό που κάποτε γινόταν μηχανικά κάτω από το αυτοκίνητα από τους μηχανικούς με περιστροφή σπειρώματος στους λεγόμενους «μηχανικούς κατανεμητές», έπρεπε να τελειώσει… Μεταξύ άλλων, τα μηχανικά συστήματα δεν προσαρμόζονταν σωστά στις μετατοπίσεις βάρους μεταξύ των δύο αξόνων, κατάσταση που γινόταν ακόμα πιο έντονη (και ενίοτε επικίνδυνη) στα αυτοκίνητα με πειραγμένη ανάρτηση: όταν αλλάζουμε τα χαρακτηριστικά π.χ. των ελατηρίων σε ένα αυτοκίνητο με μηχανικό κατανεμητή, τότε αλλάζει και η κατανομή βάρους (το «βύθισμα» της μούρης πρακτικά) κατά το φρενάρισμα. Έχοντας μηχανικό κατανεμητή με σταθερή σχέση κατανομής πέδησης εμπρός-πίσω, αυτή μπορεί ταιριάζει γάντι στο μαμά στήσιμο της ανάρτησης, αλλά είναι εντελώς λάθος για τα νέα χαρακτηριστικά της. Λάθος κατανομή σημαίνει απρόβλεπτο ή απλά μη προβλεπόμενο μπλοκάρισμα του ενός (του πίσω κατά βάση) άξονα, και με αυτά τα πράγματα δεν παίζουμε. Είναι άπειρες οι ιστορίες π.χ. από τα σαξόραλα παλιά που γνωρίζω και εγώ ο ίδιος, όπου άλλαζαν ελατήρια εμπρός ή ρύθμιζαν πίσω ράβδους στρέψης, αλλά «ξεχνούσαν» (ή το άφηναν «για αργότερα») να ρυθμίσουν το μηχανικό κατανεμητή, με πολύ κόσμο να γυρνάει με τετ-α-κε στην ευθεία με μπλοκαρισμένο τον πίσω άξονα στο πρώτο φρενάρισμα πανικού… Η λύση σε αυτό όλο δεν ήταν άλλη από τα συστήματα ηλεκτρονικής κατανομής της πίεσης πέδησης, πιο γνωστά και με το ακρωνύμιο «EBD», από το «Electronic Brakeforce Distribution». Το EBD καταργεί τελείως το μηχανικό κατανεμητή πίεσης στα αυτοκίνητα, αφού χρησιμοποιεί για την ίδια δουλειά τα εξαρτήματα του ABS. Όταν η ECU αντιληφθεί ότι το αυτοκίνητο «βουτάει» π.χ. σε ένα απότομο φρενάρισμα, ανοίγει τις βαλβίδες των πίσω τροχών, ρίχνοντας την πίεση στα πίσω φρένα. Η ECU δεν αντιλαμβάνεται αυτούσια τη «βουτιά» (μεταφορά βάρους), αλλά αντιλαμβάνεται την ανεπαίσθητη ολίσθηση που προκαλείται λόγω της βουτιάς -συνήθως, λιγότερο από 1%. Λόγω της σχετικά μικρής αυτής ολίσθησης, οι βαλβίδες δεν ανοίγουν ούτε τόσο γρήγορα ούτε τόσο συχνά όσο με το ABS καθαυτό, συνεπώς η λειτουργία του EBD δεν συνοδεύεται από τρέμουλο στο πεντάλ του φρένου.

Πέρα και από το EBD: CBC

Πατώντας πάνω στην ιδέα του «απλού» EBD, η BMW πήγε ένα βήμα παραπέρα παρουσιάζοντας το σύστημα «CBC» («Cornering Brake Control») το 1997. Ο τρόπος λειτουργίας του CBC μοιάζει αρκετά με το EBD, αλλά αντί για το διαμήκη άξονα (εμπρός-πίσω) μόνο, επικεντρώνεται και στον εγκάρσιο (αριστερά-δεξιά): το CBC μπορεί να ρυθμίσει την κατανομή της πίεσης πέδησης και ανάμεσα στους δύο τροχούς του ίδιου άξονα, για να πετύχει το τέλειο φρενάρισμα, ακόμα και αν το αυτοκίνητο στρίβει ταυτόχρονα. Έτσι, αν π.χ. ο οδηγός πατήσει απότομα φρένο σε μια στροφή, το CBC θα μειώσει την πίεση στο φρένο του εμπρός εσωτερικού και του πίσω εξωτερικού τροχού, ώστε ν’ αποφευχθούν τυχόν υπερστροφικές τάσεις που μπορεί να προκύψουν από το ελάφρωμα της ουράς κατά το φρενάρισμα. Η «ιδέα» έχει κοινό τόπο με το ESP, αλλά συνολικά η υλοποίηση είναι εντελώς άλλη, όπως θα δούμε αναλυτικά σε επόμενες συνέχειες επικεντρωμένες στο ESP.

Αν δεν πατάς γρήγορα το πεντάλ, θες Brake Assist…

Έχοντας, λοιπόν, λύσει οι αυτοκινητοβιομηχανίες και οι προμηθευτές τους το πρόβλημα της κατανομής πίεσης, ως προς τα συστήματα ενεργητικής ασφάλειας που αφορούν την πέδηση, στράφηκαν προς την καταπολέμηση του «νεκρού χρόνου» που μεσολαβεί σε ένα οποιοδήποτε φρενάρισμα από τη στιγμή που θα πρωτακουμπήσει ο οδηγός το πεντάλ του φρένου μέχρι τη στιγμή που θα ασκήσει πλήρη πίεση με το… ποδάρι του. Και αυτός ο χρόνος, ειδικά όταν πηγαίνεις με πολλά, μόνο αμελητέος δεν είναι. Αυτός το νεκρό χρονικό διάστημα μπορεί να προέρχεται είτε από αργά αντανακλαστικά του ίδιου του οδηγού (αυτό δεν μπορεί να βελτιωθεί, αυτά τα πόδια και νευρικό σύστημα έχει!) είτε από εκούσιο δισταγμό του να «τσαρουχώσει» το πεντάλ (επίτηδες, δηλαδή ενστικτωδώς να μην ασκεί την πλήρως δυνατή πίεση). Η λύση σε αυτό το πρόβλημα είναι τα συστήματα υποβοήθησης φρεναρίσματος. Το πρώτο και γνωστότερο ήταν το «Brake Assist» της Mercedes-Benz, όμως και άλλοι κατασκευαστές έχουν παρουσιάσει παρόμοια συστήματα, όπως για παράδειγμα το «DBC» («Dynamic Brake Control») της BMW, ή το «AFU» («Assistance au Freinage d’ Urgence») της Renault. Το Brake Assist δρα πολύ έξυπνα ως εξής: από τους κατάλληλους αισθητήρες / ενεργοποιητές μετράει την ταχύτητα με την οποία ο οδηγός αφήνει το γκάζι και πατάει το πεντάλ του φρένου, και όταν αυτή υπερβεί κάποιο όριο, η ECU αναγνωρίζει ότι πρόκειται για φρενάρισμα πανικού. Τότε, ενεργοποιεί μέσω μηχανισμού το servo των φρένων, είτε αυτό είναι τύπου κενού, είτε υδραυλικό, είτε κάποιος συνδυασμός τους. Καταλαβαίνει κανείς πως ενώ υπό κανονικές συνθήκες η υποβοήθηση από το servo είναι ανάλογη της απόστασης πατήματος του πεντάλ, με το Brake Assist αυτός ο κανόνας ξεχνιέται και η ταχύτητα πατήματος του πεντάλ (θεωρώντας ότι αυτή καθορίζει το ρεαλιστικά υπαρκτό φρενάρισμα πανικού) μπαίνει ως επιπλέον παράγοντας καθορισμού του «ποσού» της υποβοήθησης. Σύμφωνα με δοκιμές, το Brake Assist μπορεί να μειώσει την απόσταση φρεναρίσματος μέχρι και 45% κατά το φρενάρισμα σε στεγνό δρόμο από τα 100km/h. Με άλλα λόγια μπορεί να σώσει εσάς, τη γιαγιά, τον αφηρημένο σκύλο ή όλα αυτά μαζί… Εξυπακούεται, βέβαια, ότι αν κατά τη διαδικασία αυτή παρουσιαστεί μπλοκάρισμα σε κάποιον τροχό, το ABS λειτουργεί κανονικά κάνοντας τη δουλειά του παράλληλα. Το πρώτο BAS (από το Brake Assist System) παρουσιάστηκε από τη Mercedes-Benz το 1996 και ως συνήθως γρήγορα επεκτάθηκε και σε μικρότερα μοντέλα της εταιρείας (A-Class). Το σύστημα της Mercedes-Benz συγκεκριμένα χρησιμοποιούσε ένα μαγνητικό αισθητήρα γραμμικής μετατόπισης τοποθετημένο στο διάφραγμα του servo για τη μέτρηση της ταχύτητας πατήματος του πεντάλ των φρένων και, αν η μονάδα ελέγχου έκρινε ότι υπήρχε φρενάρισμα πανικού, μέσω μιας ηλεκτροβαλβίδας ενεργοποιούσε αυτόματα το servo, χωρίς όπως είδαμε να περιμένει πότε θα καταφτάσει «μηχανική» ενεργοποίησή του από το πεντάλ.

Και «PLUS» έκδοση έχουμε

H δεύτερη γενιά του Brake Assist που παρουσιάστηκε στην προηγούμενη S-Class με το όνομα «Brake Assist Plus» πετυχαίνει την «πρόληψη» μιας πιθανά επικίνδυνης κατάστασης. Πώς? Χρησιμοποιεί τα radar μέτρησης απόστασης που βρίσκονται ήδη εγκατεστημένα στο αυτοκίνητο ως μέρος του συστήματος «DISTRONIC» (ένα για μακρινές αποστάσεις με συχνότητα λειτουργίας 77GHz και ένα radar κοντινών αποστάσεων συχνότητας 24GHz), για να «σκανάρει» το δρόμο μπροστά από το αυτοκίνητο. Όταν δει εμπόδιο ή πιθανό κίνδυνο ειδοποιεί τον οδηγό και ταυτόχρονα φέρνει τα τακάκια πιο κοντά στις δισκόπλακες (και τα χιλιοστά που κανονικά θα χώριζαν το φερμουίτ του τακακιού από το δίσκο μετράνε!) ώστε να είναι πανέτοιμο να ασκήσει τη μέγιστη δύναμη στα φρένα μόλις ο οδηγός πατήσει το πεντάλ (αυτό ονομάζεται “prefilling” του συστήματος πέδησης). Με το έγκαιρο πλησίασμα των τακακιών στις δισκόπλακες επιτυγχάνεται και καλύτερη αντιστάθμιση της φθοράς των υλικών τριβής των φρένων, ενώ λαμβάνοντας σήματα από τους αισθητήρες βροχής και τους υαλοκαθαριστήρες, η κεντρική μονάδα ελέγχου μπορεί ανά τακτά χρονικά διαστήματα να ακουμπά ανεπαίσθητα τα τακάκια στις δισκόπλακες, ώστε οι τελευταίες να είναι πάντα στεγνές και... έτοιμες για δράση. Γερμανοί…

“Βrake-by-wire”!

Όπως είδαμε πιο πάνω, προκειμένου να δουλέψουν σωστά, τα περισσότερα συστήματα ελέγχου της πέδησης αυτό που κάνουν ουσιαστικά είναι να διακόπτουν προσωρινά την απευθείας σύνδεση του ποδιού του οδηγού με τα φρένα. Και, δυστυχώς για τους ρομαντικούς σαν εμάς, αυτή είναι και η νέα τάση που αναμένεται να κυριαρχήσει στο μέλλον. Δηλαδή ο οδηγός με το πόδι του να δίνει μόνο το «σήμα» για το φρενάρισμα και η απαραίτητη ισχύς να παρέχεται όχι από το πόδι, αλλά από ηλεκτρικά/υδραυλικά υποσυστήματα του αυτοκινήτου, άφθονη, άμεση και πλήρως ελεγχόμενη. Μιλάμε λοιπόν εδώ για τα λεγόμενα «ηλεκτρομηχανικά»/«ηλεκτροϋδραυλικά» φρένα (ή αλλιώς τα συστήματα που θα διαβάσετε ως «brake-by-wire»). Όπως προαναφέραμε, είναι πολύ δύσκολο για έναν οδηγό, όσο καλός, ακριβής και γρήγορος και αν είναι, να πετύχει το τέλειο φρενάρισμα. Υπάρχουν πάρα πολλοί παράγοντες που επηρεάζουν το φρενάρισμα, οι οποίοι σχετίζονται τόσο με τον οδηγό όσο και με τις συνθήκες που επικρατούν στο οδόστρωμα. Σε συστήματα όπως όλα τα παραπάνω (ABS, BAS, CBC), τα οποία σε γενικές γραμμές πρώτα «διαβάζουν» τις προθέσεις του οδηγού και ύστερα προσπαθούν να προσαρμόσουν τις αντιδράσεις του σε αυτές, ώστε να πετύχουν το βέλτιστο αποτέλεσμα, αυτή η αλληλουχία ενεργειών είναι αρκετά δύσκολη και επίπονη. Για αυτό και οι υπεύθυνοι των τμημάτων R&D σκέφτηκαν μια ακόμα πιο έξυπνη λύση: να αγνοήσουν τελείως τις αντιδράσεις του οδηγού και να επικεντρωθούν στο να «διαβάσουν» τις προθέσεις του. Αφού γίνει αυτό, το επόμενο βήμα είναι να δημιουργηθούν «εκ του μηδενός» και χωρίς τη συμμετοχή του οι κατάλληλες αντιδράσεις. Ναι, ακούγεται τρομακτικό και “big brother”, αλλά αυτή είναι η «δουλειά» των brake-by-wire συστημάτων: να διαβάζουν, να ερμηνεύουν και να εφαρμόζουν τις εντολές του οδηγού χωρίς να χρειάζονται κανενός είδους μηχανική σύνδεση ανάμεσα στο μεσαίο πεντάλ και τα φρένα των τροχών. Ας τα δούμε πιο εμπεριστατωμένα…

Τα ηλεκτροϋδραυλικά φρένα

Τα ηλεκτροϋδραυλικά φρένα ονομάζονται και «υβριδικά φρένα by-wire» (“hybrid electronic brake-by-wire systems”), λόγω του ότι συνεχίζουν να χρησιμοποιούν ένα μεγάλο μέρος από τα υδραυλικά εξαρτήματα των συμβατικών φρένων. Η βασική διαφορά τους από τα συμβατικά είναι ότι η πίεση για τη λειτουργία τους δεν προέρχεται από το πόδι του οδηγού και το servo, αλλά από μια ηλεκτρική αντλία. Το πρώτο ηλεκτροϋδραυλικό σύστημα φρένων που έχει τοποθετηθεί σε αυτοκίνητο παραγωγής είναι το “SBC” (“Sensotronic Brake Control”), το οποίο εξελίχθηκε από -ποια άλλη- την Bosch σε συνεργασία με -ποια άλλη- τη Mercedes-Benz το 2001 (στην προηγούμενη SL). Η υδραυλική πίεση για τη λειτουργία των φρένων στο SBC δημιουργείται από μια ηλεκτρική αντλία και το υγρό των φρένων αποθηκεύεται σε ένα συσσωρευτή με πίεση 140-160bar. Η ροή του ρευστού από και προς το φρένο κάθε τροχού ρυθμίζεται από ηλεκτρονικά ελεγχόμενες υδραυλικές βαλβίδες (“wheel pressure modulators”), οι οποίες παίρνουν σήματα από την ξεχωριστή κεντρική μονάδα ελέγχου του συστήματος. Το πεντάλ των φρένων είναι απομονωμένο από το υπόλοιπο κύκλωμα και επάνω του είναι συνδεδεμένο ένα ποτενσιόμετρο ώστε να μετράται η ταχύτητα και η δύναμη με την οποία πατάει φρένο ο οδηγός. Η μονάδα ελέγχου, εκτός από τα στοιχεία που συλλέγει από το πεντάλ των φρένων, λαμβάνει σήματα και από τους αισθητήρες του ABS, τους αισθητήρες του ESP (γωνίας στροφής τιμονιού, yaw rate και επιταχύνσεων) και το ποτενσιόμετρο της πεταλούδας του γκαζιού. Με βάση όλα αυτά τα στοιχεία, υπολογίζει ξεχωριστά την απαιτούμενη δύναμη πέδησης για κάθε τροχό, και εν συνεχεία δίνει εντολή στις αντίστοιχες βαλβίδες να ανοίξουν κατά το επιθυμητό ποσοστό, ώστε ο τροχός να φρενάρει μόνο όσο χρειάζεται. Με βάση όλη αυτή την περιγραφή του εντελώς «ανεξάρτητου» λειτουργικά SBC, θα πει κάποιος ότι το κλασικό servo και η συμβατική αντλία φρένων θεωρητικά είναι άχρηστα και θα μπορούσαν να καταργηθούν. Και έτσι θα ήταν αν δεν συνέτρεχαν οι ακόλουθοι δύο παράγοντες: ο ένας είναι ότι το πεντάλ πρέπει να συνεχίσει να δίνει κάποιο feedback στον οδηγό του, έτσι ώστε αυτός να έχει (έστω μια απομακρυσμένη) εικόνα του τι συμβαίνει. Ο δεύτερος είναι πιο πρακτικός και λέει ότι σε περίπτωση ακόμα και πλήρους αστοχίας των ηλεκτρονικών μαραφετιών, πρέπει πάντα να υπάρχει μια back-up λύση για την ακινητοποίηση του “τρελού φορτηγού”. Έτσι, π.χ. στις Mercedes-Benz με SBC, υπάρχει και «κανονική» αντλία φρένων, η οποία όμως είναι απομονωμένη από το υπόλοιπο υδραυλικό κύκλωμα όσο το σύστημα δουλεύει κανονικά. Επιπλέον, στην άκρη της αντλίας είναι προσαρμοσμένος ένας μηχανικός «προσομοιωτής αίσθησης», ο οποίος δημιουργεί στο πεντάλ την απαραίτητη ανάδραση. Σε περίπτωση δυσλειτουργίας της ηλεκτρονικής μονάδας ή κάποιας αστοχίας στο ηλεκτρικό κύκλωμα του αυτοκινήτου που να εμποδίζει τη λειτουργία της αντλίας του SBC, ανοίγει μια βαλβίδα και η «συμβατική» αντλία συνδέεται με το υπόλοιπο κύκλωμα, ώστε ο οδηγός να ακινητοποιήσει το αυτοκίνητο με ασφάλεια. Συστήματα όπως το SBC συνολικά προσφέρουν πολλά και διαφορετικά πλεονεκτήματα αναφορικά με την ενεργητική ασφάλεια του αυτοκινήτου. Κατ’ αρχήν για τους «φοβητσιάρηδες» που μόλις τους ταρακουνήσει το ABS τα κάνουν πάνω τους, λόγω του ότι το πεντάλ δεν είναι απευθείας συνδεδεμένο με τα φρένα των τροχών, η λειτουργία του ABS δεν συνοδεύεται από τρέμουλο στο πεντάλ. Έτσι αποκλείεται ο οδηγός να τρομάξει από τη λειτουργία του ABS και να αφήσει το φρένο. Εκτός από αυτό όμως, το SBC έχει και μια σειρά άλλων πλεονεκτημάτων σε σύγκριση με τα συμβατικά φρένα. Αν ο οδηγός αφήσει απότομα το γκάζι (όπως είδαμε πριν στο Brake Assist, αυτό είναι σημάδι ότι πρόκειται να πατήσει φρένο, και κατά πάσα πιθανότητα επίκειται «απρόοπτο» φρενάρισμα), τότε η μονάδα ελέγχου και εδώ στο SBC όπως και στο BAS φέρνει αυτόματα τα τακάκια σε «επαφή» με τις δισκόπλακες, ώστε να ελαχιστοποιήσει το νεκρό χρόνο μέχρι την έναρξη του φρεναρίσματος. Σε δοκιμές που έγιναν, με το SBC η απόσταση φρεναρίσματος από τα 120km/h μειώθηκε κατά 3% σε σύγκριση με ένα συμβατικό σύστημα φρένων. Κατά το φρενάρισμα σε στροφή τώρα, το SBC δεν φρενάρει το ίδιο τους εσωτερικούς και τους εξωτερικούς τροχούς. Ανάλογα με τις συνθήκες, η μονάδα του SBC φρενάρει περισσότερο τους εξωτερικούς τροχούς καθώς, λόγω του ότι είναι φορτισμένοι, «πατάνε» καλύτερα στο οδόστρωμα, με αποτέλεσμα να μπορεί να ασκηθεί μεγαλύτερη ισχύς πέδησης χωρίς μπλοκάρισμα. Για τον αντίθετο λόγο, το σύστημα μειώνει την πίεση στους εσωτερικούς τροχούς. Το αποτέλεσμα είναι βέλτιστο φρενάρισμα στη στροφή, χωρίς να επηρεάζεται η οδική συμπεριφορά του αυτοκινήτου. Κλέβοντας δόξα και από το EBD, το SBC ρυθμίζει την κατανομή της πέδησης ανάμεσα στον εμπρός και τον πίσω άξονα ανάλογα με τις συνθήκες. Έτσι, στα φρεναρίσματα από μεγάλες ταχύτητες δίνει περισσότερη ισχύ πέδησης στον εμπρός άξονα, έτσι ώστε να μην υπάρξει ανεπιθύμητο μπλοκάρισμα των τροχών του πίσω άξονα. Αντίθετα, κατά το φρενάρισμα από μικρότερες ταχύτητες, η ισχύς πέδησης μοιράζεται ανάμεσα στους δύο άξονες, έτσι ώστε να υπάρχει καλύτερη απόκριση των φρένων και ομοιόμορφη φθορά των τακακιών. Πέρα όμως από τις βελτιώσεις που προσφέρουν στον τομέα της ενεργητικής ασφάλειας, τα ηλεκτροϋδραυλικά φρένα τύπου SBC έχουν και μερικά ακόμα ενδιαφέροντα χαρακτηριστικά, τα οποία έχουν ως στόχο να διευκολύνουν τη ζωή του οδηγού κατά την κίνηση στην πόλη. Όταν ο οδηγός σταματά και ξεκινά πολλές φορές, χωρίς να αναπτύξει μεγάλη ταχύτητα, το σύστημα καταλαβαίνει ότι βρίσκεται σε κυκλοφοριακή συμφόρηση (!) και έτσι φροντίζει ώστε το φρενάρισμα να είναι όσο πιο «γλυκό» γίνεται, για να μην καταπονούνται οι (πλούσιοι) επιβάτες. Η παραπάνω λειτουργία στις Mercedes-Benz λέγεται «Soft-stop function», ενώ επιπλέον υπάρχει και το «Τraffic Jam Assist», το οποίο στις Mercedes-Benz με SBC ενεργοποιείται από το διακόπτη του cruise control: όταν είναι ενεργοποιημένη, ο οδηγός πατάει μόνο το γκάζι και μόλις το αφήσει το αυτοκίνητο ακινητοποιείται μόνο του, με σταθερή επιβράδυνση. Το σύστημα λειτουργεί μόνο μέχρι τα 60km/h, καθώς, πολύ λογικά, σε μεγαλύτερες ταχύτητες απενεργοποιείται αυτόματα. Τώρα ξέρετε γιατί είναι ακριβά τα μεγάλα Μερσεντικά…

Και για τους φίλους μας του off-roaders

Πριν κλείσουμε με τα ηλεκτροϋδραυλικά φρένα, πρέπει να πούμε ότι η ύπαρξή τους διευκολύνει και βελτιώνει τη λειτουργία μερικών ακόμα περιφερειακών υποσυστημάτων που σχετίζονται με τα φρένα του αυτοκινήτου, όπως το “Hill-Hold Control” (HHC) και το “Hill Descend Control” (HDC). Αυτά μπορεί να υπήρχαν και πριν τα ηλεκτροϋδραυλικά φρένα, αλλά με αυτά διευκολύνεται πολύ η λειτουργία τους και επεκτείνονται οι δυνατότητές τους. Το σύστημα Hill-Hold Control (υπάρχουν και διαφορετικές ονομασίες ανάλογα με τον κατασκευαστή, όπως “Hill Start Assistant”, “Start-Off Control” και “Drive-Away Assist”, αλλά ουσιαστικά η φιλοσοφία τους είναι η ίδια), αποτρέπει την κύλιση του αυτοκινήτου προς τα πίσω κατά τα ξεκινήματα σε οδοστρώματα με μεγάλη κλίση, χωρίς ο οδηγός να χρειάζεται να χρησιμοποιήσει το χειρόφρενο. Αρκεί ο τελευταίος να πατήσει το φρένο και το σύστημα ενεργοποιείται αυτόματα, καθώς αντιλαμβάνεται (μέσω αισθητήρα) ότι το όχημα βρίσκεται υπό κλίση. Η μονάδα ελέγχου κλείνει αυτόματα τις βαλβίδες του ABS, ώστε η πίεση στο κύκλωμα των φρένων να διατηρηθεί ακόμα και όταν ο οδηγός αφήσει το πεντάλ για να ξεκινήσει. Έτσι, το αυτοκίνητο δεν κυλά προς τα πίσω και διευκολύνεται πολύ η εκκίνηση. Οι βαλβίδες του ABS ανοίγουν αυτόματα (και η πίεση στο κύκλωμα πέφτει με αποτέλεσμα να απελευθερώνονται τα φρένα) μόλις η δύναμη από τον κινητήρα γίνει μεγαλύτερη από τη βαρυτική έλξη, ή μόλις περάσει ένα προκαθορισμένο χρονικό διάστημα. Το Hill Descent Control επενεργεί αυτόματα στα φρένα, ώστε να διατηρήσει την ταχύτητα του αυτοκινήτου σταθερή, χωρίς ο οδηγός να χρειάζεται να πατά το πεντάλ. Στα αυτοκίνητα με συμβατικά φρένα αυτό επιτυγχάνεται με την αυτόματη ενεργοποίηση του servo (όπως π.χ. στα πρώτα συστήματα Brake Assist), ενώ στα αυτοκίνητα με ηλεκτροϋδραυλικά φρένα η κεντρική μονάδα ελέγχου ανοίγει τις βαλβίδες των φρένων των τροχών κατά ένα ποσοστό. Το Hill Descent Control είναι ιδιαίτερα χρήσιμο σε off-road διαδρομές με μεγάλη κλίση του δρόμου, όπου ο οδηγός πρέπει ουσιαστικά να χειρίζεται ταυτόχρονα το γκάζι και το φρένο και όπου τυχόν απότομο πάτημα του μεσαίου πεντάλ μπορεί να προκαλέσει μπλοκάρισμα και απώλεια ελέγχου. Όπως είπαμε και πριν, αυτά τα συστήματα είχαν εμφανιστεί αρκετά πριν τα ηλεκτροϋδραυλικά φρένα (για παράδειγμα το HDC είχε παρουσιαστεί στο πρώτο Land Rover Freelander), αλλά το SBC βελτιώνει αρκετά τη λειτουργία τους, καθώς επιτρέπει την άσκηση διαφορετικής δύναμης πέδησης σε κάθε τροχό, χαρακτηριστικό ιδιαίτερα χρήσιμο σε δύσκολες off-road καταστάσεις.

Ξεμπερδεύοντας εντελώς με τα υδραυλικά: τα ηλεκτρομηχανικά φρένα

Τα «ηλεκτρομηχανικά» φρένα (“Electro-Mechanical Brakes” ή “ΕΜΒ”) ονομάζονται και “fully electronic braking systems” ή “full brake by wire” συστήματα, επειδή δεν χρησιμοποιούν πρακτικά κανένα απολύτως υδραυλικό εξάρτημα. Η απαιτούμενη πίεση στα φρένα δημιουργείται από ηλεκτροκινητήρες ενσωματωμένους στις δαγκάνες, οι οποίοι δέχονται σήματα από ποτενσιόμετρα τοποθετημένα στο πεντάλ του φρένου και αντλούν την απαιτούμενη ηλεκτρική ισχύ από την μπαταρία και το δυναμό του αυτοκινήτου. Όπως και στα ηλεκτροϋδραυλικά φρένα, έτσι και εδώ υπάρχει ένας «προσομοιωτής αίσθησης» στο πεντάλ του φρένου ώστε ο οδηγός να έχει το απαραίτητο feedback από τα φρένα. Δεν υπάρχουν (ακόμα) αυτοκίνητα παραγωγής αποκλειστικά με ηλεκτρομηχανικά φρένα, αλλά σε πάρα πολλά μοντέλα έχουν χρησιμοποιηθεί στο μηχανισμό του ηλεκτρονικού χειρόφρενου, που είναι όλο και περισσότερο της μόδας τελευταία. Η διαφορά σε σχέση με τα συμβατικά χειρόφρενα είναι ότι το συρματόσχοινο ενεργοποίησής του τεντώνεται από έναν ηλεκτροκινητήρα, και όχι από τον οδηγό. Σε μερικές δε περιπτώσεις και το συρματόσχοινο έχει καταργηθεί και ο ηλεκτροκινητήρας επενεργεί κατευθείαν πάνω στο αντίστοιχο φρένο. Ο οδηγός δίνει απλά την εντολή για την ενεργοποίηση του χειρόφρενου μέσω ενός διακόπτη στο ταμπλό. Η μονάδα ελέγχου του χειρόφρενου μετράει την κλίση του οδοστρώματος και το φορτίο του αυτοκινήτου και ανάλογα ρυθμίζει την πίεση στο φρένο. Το ηλεκτρομηχανικό χειρόφρενο μπορεί να χρησιμοποιηθεί και για υποβοήθηση εκκίνησης σε ανηφόρα (καθώς η μονάδα ελέγχου απασφαλίζει αυτόματα το χειρόφρενο όταν κρίνει ότι το αυτοκίνητο πάει να ξεκινήσει). Σε συνεργασία με το ESP, με το οποίο θα ασχοληθούμε από τον επόμενο μήνα, μπορεί να παίξει και το ρόλο του φρένου έκτακτης ανάγκης (emergency brake), και να ακινητοποιήσει το αυτοκίνητο σε έκτακτες περιπτώσεις. Φυσικά ξεχνάτε με ένα τέτοιο σύστημα τις «χειροφρενιές» στην πλατεία: με τη «συνεργασία» ηλεκτρομηχανικού χειρόφρενου και ESP, το αυτοκίνητο σταματά χωρίς να αποκλίνει καθόλου από την πορεία του και χωρίς αποσταθεροποίηση της ουράς. Τα ηλεκτρομηχανικά φρένα πάντως, φαίνεται να είναι η λύση του μέλλοντος στα συστήματα “brake-by-wire”. Έχουν όλα τα πλεονεκτήματα των ηλεκτροϋδραυλικών φρένων που είδαμε πιο πάνω (ξεχωριστή ρύθμιση δύναμης πέδησης ανά τροχό, απουσία τρέμουλου στο πεντάλ κατά τη λειτουργία του ABS) και υπερτερούν σε αρκετούς ακόμα τομείς. Είναι πιο απλά στην κατασκευή τους, έχουν λιγότερα κινούμενα μέρη, δεν χρειάζονται ακριβές υδραυλικές βαλβίδες για τον έλεγχό τους, συνεπώς είναι πιο φτηνά και πιο ελαφρά. Επιπλέον, παράγεται λιγότερος θόρυβος κατά τη λειτουργία τους, δεν χρειάζονται υγρά φρένων, η συνεργασία με το ABS, το ESP και το TCS είναι ακόμα πιο εύκολη, όπως επίσης εύκολη είναι και η μελλοντική διασύνδεση τους με τα συστήματα διαχείρισης κυκλοφορίας. Τι είναι, λοιπόν, αυτό που κάνει τις εταιρείες και τους κατασκευαστές να ασχολούνται με την εξέλιξη ηλεκτροϋδραυλικών φρένων και δεν στρέφονται όλοι υπέρ των ηλεκτρομηχανικών? Η απάντηση βρίσκεται στα ηλεκτρικά των αυτοκινήτων. Τα 12V των σημερινών κυκλωμάτων φαίνεται ότι είναι ανεπαρκή για τις απαιτήσεις σε ισχύ των ηλεκτρομηχανικών φρένων, καθώς σήμερα μετά βίας καλύπτουν τις υπόλοιπες ηλεκτρικές ανάγκες του αυτοκινήτου. Έτσι, μια επιπλέον αύξηση στην απαιτούμενη ηλεκτρική ισχύ θα οδηγούσε αναπόφευκτα σε ρεύματα πολύ υψηλών εντάσεων, που με τη σειρά τους θα απαιτούσαν καλώδια μεγαλύτερης διατομής (και άρα πιο βαριά και ακριβά). Επίσης, με αυτό τον τρόπο θα αυξάνονταν και οι απώλειες (που είναι ανάλογες με το τετράγωνο της έντασης του ρεύματος), καθώς και οι κίνδυνοι σε περίπτωση ατυχήματος. Για αυτούς τους λόγους, ο μόνος τρόπος για να υπάρξει λειτουργική εφαρμογή των ηλεκτρομηχανικών φρένων στα αυτοκίνητα είναι η «αναβάθμιση» της τάσης του ηλεκτρικού τους κυκλώματος στα 42V, ή τουλάχιστον στα 36V, αλλά αυτήν τη στιγμή οι κατασκευαστές δεν αντιμετωπίζουν και πολύ ζεστά την όλη ιδέα. Ένας άλλος λόγος που κάνει τους κατασκευαστές διστακτικούς στην ευρεία υιοθέτηση των ηλεκτρομηχανικών φρένων, είναι και ο φόβος της αναξιοπιστίας. Αντίθετα με τα ηλεκτροϋδραυλικά φρένα, στα ηλεκτρομηχανικά αν συμβεί μια αστοχία ή μια δυσλειτουργία στο ηλεκτρικό κύκλωμα του αυτοκινήτου, δεν υπάρχει εφεδρικός τρόπος ακινητοποίησής του. Οψόμεθα…