Drive-by-wire è un termine generico che può riferirsi a un numero di sistemi elettronici che aumentano o sostituiscono completamente i controlli meccanici tradizionali. Invece di usare cavi, pressione idraulica e altri modi per fornire al conducente un controllo fisico diretto sulla velocità o la direzione di un veicolo, la tecnologia drive-by-wire utilizza i controlli elettronici per attivare i freni, controllare lo sterzo e azionare altri sistemi.
Ci sono tre principali sistemi di controllo del veicolo che sono comunemente sostituiti con controlli elettronici: acceleratore, freni e sterzo. Quando vengono sostituiti con alternative x-by-wire, questi sistemi sono generalmente denominati:
- Controllo elettronico dell'acceleratore
- Brake-by-Wire
- Steer-by-wire
Controllo elettronico dell'acceleratore
La forma più comune di tecnologia x-by-wire e la più facile da trovare in natura è il controllo elettronico dell'acceleratore. A differenza dei tradizionali comandi della valvola a farfalla che accoppiano il pedale dell'acceleratore con un cavo meccanico, questi sistemi utilizzano una serie di sensori e attuatori elettronici.
I veicoli con controllo computerizzato del carburante hanno utilizzato i sensori della valvola a farfalla per decenni. Questi sensori essenzialmente dicono al computer solo la posizione dell'acceleratore. L'acceleratore stesso è ancora attivato da un cavo fisico. Nei veicoli che utilizzano il vero controllo elettronico dell'acceleratore (ETC), non vi è alcun collegamento fisico tra il pedale dell'acceleratore e l'acceleratore. Invece, il pedale del gas invia un segnale che fa sì che un attuatore elettromeccanico apra l'acceleratore.
Questo è spesso visto come il più sicuro tipo di tecnologia drive-by-wire, in quanto è estremamente semplice implementare questo tipo di sistema con un design a prova di errore a prova di infallibile. Nello stesso modo in cui l'acceleratore si chiuderà semplicemente se un acceleratore meccanico si frena e il veicolo rallenterà e si arresterà naturalmente, i sistemi di controllo elettronico dell'acceleratore possono essere progettati in modo che l'acceleratore si chiuda se non riceve più un segnale dal sensore del pedale .
Tecnologie Brake-by-Wire
La tecnologia Brake-by-wire è spesso considerata più pericolosa del controllo elettronico dell'acceleratore poiché comporta la rimozione di qualsiasi connessione fisica tra il conducente e i freni. Tuttavia, il freno a filo è in realtà uno spettro di tecnologie che vanno dall'elettroidraulico all'elettromeccanico, ed entrambe possono essere progettate tenendo conto delle casseforti fail-safe.
I freni idraulici tradizionali utilizzano un cilindro principale e diversi cilindri slave. Quando il guidatore spinge il pedale del freno, applica fisicamente la pressione alla pompa principale. Nella maggior parte dei casi, tale pressione è amplificata da un vuoto o da un servofreno idraulico. La pressione viene poi trasmessa attraverso le linee dei freni alle pinze dei freni o ai cilindri delle ruote.
I sistemi antibloccaggio dei freni sono stati i primi precursori delle moderne tecnologie di frenatura tramite filo, in quanto hanno permesso di azionare automaticamente i freni di un veicolo senza l'intervento del conducente. Ciò è realizzato da un attuatore elettronico che attiva i freni idraulici esistenti e su questa base sono state costruite numerose altre tecnologie di sicurezza. Il controllo elettronico della stabilità, il controllo della trazione e i sistemi di frenatura automatica dipendono tutti dall'ABS e sono legati alla tecnologia del freno-by-wire.
Nei veicoli che utilizzano la tecnologia elettroidraulica freno-a-filo, le pinze situate su ciascuna ruota sono ancora azionate idraulicamente. Tuttavia, non sono direttamente accoppiati a un cilindro principale che viene attivato premendo il pedale del freno. Invece, premendo il pedale del freno si attiva un sensore o una serie di sensori. L'unità di controllo determina quindi l'entità della forza frenante richiesta su ciascuna ruota e attiva le pinze idrauliche secondo necessità.
Nei sistemi di frenatura elettromeccanici, non vi è alcun componente idraulico. Questi veri sistemi brake-by-wire usano ancora i sensori per determinare quanta forza frenante è necessaria, ma quella forza non viene trasmessa attraverso l'idraulica. Invece, gli attuatori elettromeccanici sono utilizzati per attivare i freni situati in ogni ruota.
Tecnologie Steer-by-Wire
La maggior parte dei veicoli utilizza un'unità a pignone e cremagliera o un meccanismo di sterzo a settori e worm che è fisicamente collegato al volante. Ruotando il volante, si gira anche l'unità a cremagliera o pignone. Un'unità a pignone e cremagliera può quindi applicare una coppia ai giunti sferici tramite tiranti, e una scatola sterzante normalmente muoverà il tirante dello sterzo tramite il braccio di un pitman.
Nei veicoli dotati di tecnologia steer-by-wire, non vi è alcun collegamento fisico tra il volante e le ruote. In effetti, i sistemi steer-by-wire non sono tecnicamente necessari per utilizzare le ruote sterzanti. Quando viene utilizzato un volante, viene tipicamente utilizzato un tipo di emulatore di sensibilità dello sterzo per fornire al guidatore un feedback.
Quali veicoli hanno già una tecnologia drive-by-wire?
Non ci sono veicoli di produzione completamente drive-by-wire, ma un certo numero di produttori ha costruito veicoli concept adatti alla descrizione. General Motors ha dimostrato un sistema drive-by-wire nel 2003 con il suo concetto Hy-Wire, e il concetto di Ryuga di Mazda ha anche utilizzato la tecnologia nel 2007. Il drive-by-wire può essere trovato in attrezzature come trattori e carrelli elevatori, ma anche auto e camion quella caratteristica il servosterzo elettronico ancora ha il collegamento di direzione fisico.
Il controllo elettronico dell'acceleratore è molto più diffuso e una varietà di marche e modelli si avvale della tecnologia. Il freno-a-filo si può trovare anche nei modelli di produzione, e due esempi della tecnologia sono la Electronic Controlled Brake di Toyota e la Sensotronic di Mercedes Benz.
Esplorando il futuro di Drive-by-Wire
I problemi di sicurezza hanno rallentato l'adozione delle tecnologie drive-by-wire. I sistemi meccanici possono fallire, ma le autorità di regolamentazione continuano a considerarli più affidabili dei sistemi elettronici. I sistemi drive-by-wire sono anche più costosi dei controlli meccanici, poiché sono molto più complessi.
Tuttavia, il futuro della tecnologia drive-by-wire potrebbe portare a una serie di sviluppi interessanti. La rimozione dei controlli meccanici potrebbe consentire alle case automobilistiche di progettare veicoli che sono radicalmente diversi dalle auto e dai camion che si trovano oggi sulla strada. Le concept car come la Hy-Wire hanno persino permesso di spostare la configurazione del sedile poiché non ci sono controlli meccanici che determinano la posizione del guidatore.
La tecnologia drive-by-wire potrebbe anche essere integrata con la tecnologia automobilistica senza conducente, che consentirebbe ai veicoli di operare a distanza o da un computer. Gli attuali progetti di auto senza conducente utilizzano attuatori elettromeccanici per controllare lo sterzo, la frenata e l'accelerazione, che potrebbero essere semplificati collegandosi direttamente alla tecnologia drive-by-wire.
