F1 のブレーキバイワイヤ: 電子システムがリアブレーキとエネルギー回収を正確に管理

F1 カーは、ブレーキ バイ ワイヤ システムを使用してリア ブレーキを電子的に制御し、従来のブレーキとハイブリッド パワー ユニットからのエネルギー回収を統合します。この技術により、路面電車よりもはるかに高い値である 5G に達する減速時に車両のバランスと安全性を維持することができます。

ブレーキバイワイヤはリアアクスルのみで動作し、MGU-K が運動エネルギーを電気エネルギーに変換してバッテリーを充電します。 2026年以降、技術規則により回収電力は350kWに増加し、システムのより精密な調整が必要となる。

ドライバーはステアリングホイールのコントロールを使用してブレーキバランスを調整し、車の挙動をさまざまなサーキットや路面状況に適応させます。この能力はカーブや追い越しゾーンでのパフォーマンスに直接影響します。

ブレーキバイワイヤの主要コンポーネント

ブレーキバイワイヤシステムには、効率と安全性を確保するために連携するいくつかの要素があります。電子制御ユニットは、ライダーがペダルに加える圧力とバッテリーの充電状態を常に監視します。

• ブレーキバイワイヤー (BBW)— リアアクスル上のシステムの頭脳として機能し、油圧ブレーキと回生ブレーキの間でトルクを分配します。
• MGU-K— 減速中に運動エネルギーを電気エネルギーに変換する役割を果たします。
• 油圧バルブ— リアキャリパーにかかる圧力を比例的に制御します。
• マスターシリンダー— ペダルをフロント回路に直接接続し、BBW を介してリア回路に接続します。

これらのコンポーネントは、車軸間の危険な不均衡を防ぎます。エネルギー回収が失敗すると、力の分布が大きく変化する可能性があります。

このシステムには、極端な場合に機能する機械的な冗長性が含まれています。安全弁は必要に応じてペダルを後輪ブレーキに直接接続します。

ダイナミックなリアトルク配分

急ブレーキ時には、ブレーキバイワイヤが理想的なリアトルク分割をミリ秒単位で計算します。バッテリーに蓄電容量がある場合、MGU-K は回生を優先し、クランプにかかる油圧の必要性を減らします。

バッテリーが充電限界に達すると、システムは回復を部分的に無効にし、より多くの力を従来のブレーキに転送します。この移行はパイロットには気づかれないように行われ、要求された減速度が維持されます。

分布は同じブレーキゾーン全体で異なります。最初は電気回生が優勢です。速度が低下すると、安定性を維持するために油圧の関与が増加します。

この動的な管理により、ディスクの過熱が防止され、利用可能なエネルギーの使用が最適化されます。急ブレーキの多いサーキットでは、エネルギー効率の違いがレースでの順位を左右することもあります。

パイロットによる調整

ドライバーはステアリングホイールにあるダイヤルでブレーキバランスを変更し、前車軸と後車軸の力の比率を変更します。ブレーキバイワイヤはこれらのコマンドを解釈し、リアの応答をリアルタイムで適応させます。

濡れた路面やグリップの低い路面状況では、競技者はバランスを前方に動かすことが多く、リアがロックアウトするリスクが軽減されます。高速ルートでは、カーブに進入する際に後方調整が役立ちます。

チームはフリープラクティス中に各サーキットの具体的な構成を計画します。これらの校正では、ブレーキ温度、タイヤ摩耗、エネルギー回収戦略が考慮されます。

このシステムでは予選周回中でも変更が可能です。経験豊富なドライバーは、これらのバリエーションを使用して、トラックの特定のセクターでさまざまな限界を探索します。

車のバランスへの影響

ブレーキバイワイヤは、急ブレーキ時の車の安定性に直接影響します。構成が不適切であると、カーブに進入するときにアンダーステア​​が発生したり、その後のトラクション中に過度のオーバーステアが発生したりする可能性があります。

チームはシミュレータ セッション全体をブレーキ マップの改良に費やします。エンジニアはテレメトリ データを分析して、最適なバランシング移行ポイントを特定します。

長いレースでは、燃料消費量に伴う車の重量の進化により挙動が変化します。システムはこれらの変動の一部を自動的に補正しますが、手動による調整は依然として必要です。

ドライバーとエレクトロニクス間のこの絶え間ない相互作用は、現代のフォーミュラ 1 の最大の複雑さの 1 つを表しています。ブレーキ・バイ・ワイヤーをマスターすることで、グリッド上の最高のライバルを差別化できます。

2026年規制に向けた変更予定

2026年からの新技術規則により、MGU-Kの回生電力は現在の120kWから350kWへと大幅に増加する。この変更により、後部の総トルクに占める電気ブレーキの割合が増加します。

ブレーキメーカーはすでに、油圧段階でのより大きな熱負荷に耐えることができるコンポーネントを開発しています。ディスクとキャリパーは、より急激な変化に対応できるように仕様が見直されます。

チームは、エネルギー効率の向上により、ブレーキングゾーンが長くなることが予想されます。これにより、従来のサーキットで新たな追い越しの機会が開かれる可能性があります。

ブレーキ・バイ・ワイヤーの戦略的重要性はさらに高まるでしょう。周回を通してバッテリーの充電を管理することが、パフォーマンスと最終的な順位の決定的な要素になります。

統合ハイブリッドシステムの技術的利点

ブレーキバイワイヤとハイブリッドパワーユニットの統合により、優れたエネルギー効率が実現します。従来のブレーキでは熱として放散されるエネルギーの一部が、加速に役立つパワーに変換されます。

• 350 kW で 1.5 秒間で最大 0.5 MJ を蓄え、急ブレーキ時のリカバリーを最大化します。
• クランプの熱負荷を軽減することで、物理コンポーネントの摩耗を軽減します。
• 完全に充電されたバッテリーを使用すると、より積極的なスタート戦略が可能になります。
• レース中の燃料消費量の低減に貢献します。

F1 で開発されたこのテクノロジーは、すでに市販車のシステムに影響を与えています。メーカーは、ハイブリッドおよび電気ストリートモデルでも同様のコンセプトを使用しています。

このシステムは、FIA によって確立された厳格な安全基準を維持しています。広範なテストにより、極端な温度や振動条件でも信頼性の高い動作が保証されます。

レースのさまざまなフェーズでの操作

フォーメーションやセーフティカーの周回中、ブレーキバイワイヤーは理想的なブレーキ温度を維持するのに役立ちます。パイロットは、エネルギーを無駄にすることなく、制御された操縦を実行してディスクとパッドを加熱します。

再始動時には、バッテリーの最大充電により即座に追加のトルクが提供されます。この利点は、ポジションを防御または攻撃する場合に非常に重要です。

チームはテレメトリを通じてシステムの状態を継続的に監視します。異常が発生すると、パフォーマンスよりも安全性を優先する緊急時対応プロトコルがトリガーされます。

ブレーキバイワイヤーは 2014 年の導入以来、絶えず進化してきました。年次更新により制御アルゴリズムが改良され、ライダーの要求に応えます。

このテクノロジーを完全に習得するには、機械的スキルと電子的理解の独自の組み合わせが必要です。 F1 の最高のエンジニアとドライバーは、継続的な改善に多大な時間を費やしています。