【自動車用語辞典:インターフェイス「バイワイヤ」】ステアリングやアクセルの操作を電気で伝える最新の制御方式

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■安全運転だけでなく、低燃費と低エミッションにも貢献

●アクセルに続き、ブレーキやステアリング操作もバイワイヤ化が進む

運転支援技術の普及とともにアクセルやブレーキの制御は、ペダルとアクチェーター部を機械的に伝達する従来の方法から、電気で伝達するバイワイヤ方式へと置き換わりつつあります。

クルマの加減速、制動力などを制御するバイワイヤについて、解説していきます。

●従来のアクセルおよびブレーキ制御

ドライバーは、クルマの加減速をアクセルペダルの踏み込み量、制動力をブレーキペダルの踏み込み量で調整して、クルマを自在に制御します。

アクセルペダルは、ワイヤでエンジンのスロットルと連結されています。ペダルの踏み込み量に応じてワイヤを介してスロットルが開閉して、エンジンの出力が制御されます。

一方ブレーキペダルの踏み込み量は、マスターシリンダーでブレーキ油圧に変換されます。ペダルの踏み込み量に応じた油圧の増減によって、ブレーキキャリパーを作動させて制動力を制御します。

●バイワイヤ方式とは

アクセルやブレーキ操作などの入力情報を機械的、物理的に伝達していたものを、電気で伝達する方法がバイワイヤ方式です。

バイワイヤ方式は、操作量を検出するセンサー、センサー信号から適正な作動量を演算しアクチュエーターに指令するECU、電気信号で作動するモーター等のアクチュエーターで構成されます。

バイワイヤ化のメリットは、以下の通りです。

・操作性の向上、安全性やドラビリの向上

・制御の自由度が高く、低燃費と低エミッションの両立

・軽量化と省スペース化

●さまざまなバイワイヤ技術

バイワイヤ化は、運転支援技術や自動運転技術に不可欠ですが、一般車にも急速に普及しています。スロットル・バイワイヤとブレーキ・バイワイヤだけでなく、ステア・バイワイヤやシフト・バイワイヤの採用が進んでいます。

・スロットル・バイワイヤ

アクセルペダルの踏み込み量をセンサーで電気信号として検出します。踏み込み量に応じた作動量をECUが演算して、モーターに指令することによってスロットル開度を調整してエンジン出力を制御します。

エンジンのスロットル開度を高精度に制御することによって、燃費と排出ガスを低減できます。さらに、オートクルーズやトラクションコントロールなどの車両制御を実現するためには、スロットルの自動制御が必要なため、現在はほとんどのクルマがスロットル・バイワイヤを採用しています。

・ブレーキ・バイワイヤ

ブレーキペダルの踏み込み量をセンサーで電気信号として検出します。踏み込み量に応じた作動量をECUが演算して、マスターシリンダーの代わりにモーターが油圧を発生させます。発生した油圧によってブレーキキャリパーが作動して、適正な制動力を制御します。

油圧でなく、直接モーターでブレーキキャリパーを制御する電動ブレーキも登場しています。

・その他のバイワイヤ

ステア・バイワイヤは、ステアリングの操作角をセンサーで電気信号として検出して、ECUで操舵量を演算してアクチュエーターによって操舵します。

シフト・バイワイヤは、トランスミッションのシフトポジションを電気信号として検出して、アクチェーターによって自動的にシフトチェンジします。

バイワイヤ
バイワイヤ

バイワイヤ化は、制御や設計の自由度が高く、低燃費や低エミッション、安全な車両制御のために有効な手段なので、一般車への普及が急速に進んでいます。

運転支援や自動運転の実現のためにバイワイヤ化は不可欠であり、将来自動運転技術が実現するとクルマのすべての操作系がバイワイヤ化されるかもしれません。

(Mr.ソラン)

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