Come funziona la tecnologia drive-by-wire

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Galleria di immagini di concept car Il drive-by-wire è la via del futuro per le automobili? Guarda altre foto di concept car. AP Photo / Greg Baker

Quindi eccoti qui, sistemato al tuo posto mentre afferri il joystick. Spingendo il comando verso l'alto si sposta il veicolo in avanti, mentre spingendolo da un lato all'altro si sterza a sinistra oa destra. Pronto a partire, spingi l'acceleratore in avanti, guadagnando velocità. La tua auto accelera sempre più velocemente, cioè fino a raggiungere il semaforo più vicino, dove rallenti fino a fermarti.

Cos'è questo, una specie di videogioco noioso in cui le regole devono seguire il limite di velocità e le normali leggi di tutti i giorni? No. In effetti, questa situazione, quella in cui il conducente utilizza un joystick o un controller simile a un videogioco, potrebbe presto diventare una realtà nelle auto che compaiono sul pavimento dello showroom.

Una tecnologia nota come drive-by-wire, chiamata anche "x-by-wire" o semplicemente "by-wire", potrebbe cambiare il modo in cui le persone guidano. Un'auto con questo tipo di sistema farebbe affidamento principalmente sull'elettronica per controllare un'ampia gamma di operazioni del veicolo, comprese l'accelerazione, la frenata e, come menzionato nel nostro esempio precedente, lo sterzo. Le auto convenzionali utilizzano principalmente la tecnologia idraulica e meccanica per condurre queste stesse operazioni di base del veicolo e, sebbene i sistemi siano potenti, possono essere eccessivamente complessi, inefficienti e favorevoli all'usura nel corso degli anni.

Ma nel corso degli anni, produttori e ricercatori e inventori esterni hanno integrato computer ed elettronica nelle auto moderne. Se i conducenti potessero semplicemente abituarsi all'idea, i sistemi drive-by-wire hanno il potenziale per aumentare il comfort, la funzionalità e la sicurezza durante la guida. Computer e sensori analizzerebbero i comandi e istruiranno i veicoli su cosa fare esattamente. E i sistemi by-wire hanno anche un aspetto ambientale, poiché la tecnologia potrebbe migliorare il risparmio di carburante e ridurre o migliorare le emissioni del motore.

Il termine potrebbe anche essere familiare agli appassionati di aviazione, dal momento che gli aerei hanno utilizzato sistemi chiamati "fly-by-wire" sin dagli anni '90. Quella tecnologia, proprio come il drive-by-wire, utilizza cavi elettrici per controllare le normali operazioni di un aereo. Come funziona il drive-by-wire in un'auto? In che modo i conducenti possono accelerare, rallentare e guidare con una semplice rete di cavi? È sicuro o ci sono preoccupazioni sui sistemi drive-by-wire?

I sistemi drive-by-wire per l'accelerazione, la frenata e lo sterzo hanno il più grande potenziale per ridurre il collegamento meccanico sotto il cofano. AP Photo / Keystone / Laurent Gillieron

In un tipico sistema idraulico e meccanico, c'è un grande groviglio di parti che controllano diversi aspetti del funzionamento del veicolo. In tutta l'auto sono collegati il ​​servofreno, la pompa freno, il piantone dello sterzo, l'albero dello sterzo, il pignone e cremagliera, le linee idrauliche e vari cavi e collegamenti. Questi componenti lavorano insieme e in modo indipendente per darci un'esperienza di guida fluida. Tuttavia, aggiungono anche peso al veicolo e un potenziale di degrado nel tempo.

In un sistema drive-by-wire, la maggior parte o tutto questo verrebbe sostituito da cavi elettrici. In qualsiasi tipo di sistema by-wire, i sensori registrano le informazioni e passano i dati a un computer o una serie di computer, che trasferiscono l'energia elettrica in movimento meccanico. Esistono diversi tipi di sistemi drive-by-wire, motivo per cui a volte viene generalmente definito x-by-wire. Ecco alcuni dei principali sistemi by-wire:

  • Throttle-by-wire -- Il throttle-by-wire, o accelerate-by-wire, è stato il primo tipo di sistema drive-by-wire introdotto. Questi sistemi utilizzano una pedaliera e un sistema di gestione del motore. Il pedale utilizza sensori che misurano quanto o quanto poco il guidatore muove l'acceleratore, ei sensori inviano tali informazioni al sistema di gestione del motore. Il sistema di gestione del motore è un computer che, tra le altre attività, determina la quantità di carburante necessaria e fornisce questo input a un attuatore, un dispositivo che converte l'energia in movimento meccanico. Il pedale potrebbe essere lo stesso che i guidatori sono abituati a usare oggi, un pad facile da raggiungere posizionato vicino al piede che viene premuto per accelerare la macchina. La stessa operazione potrebbe anche essere incorporata in un joystick o in un controller simile a un videogioco, che eliminerebbe completamente la necessità di un pedale. Naturalmente, ciò richiederebbe ai conducenti di usare le mani per l'accelerazione, la frenata e lo sterzo.
  • Brake by wire -- Esistono in realtà due tipi di sistemi Brake by Wire. Il sistema Brake by Wire idraulico, o "a umido", utilizza parti idrauliche aggiuntive per creare pressione sui freni. Il freno elettrico, o "a secco", invece, utilizza semplicemente un motore elettrico e nessun liquido dei freni idraulico.
  • Steer-by-wire -- I sensori rilevano i movimenti del volante e inviano informazioni a un microprocessore. Il computer invia quindi i comandi agli attuatori sugli assi, che ruotano secondo le indicazioni del conducente.

Sembra tutto abbastanza buono, vero? Bene, vai alla pagina successiva dove discutiamo i vantaggi e gli svantaggi di un sistema drive-by-wire.

Sebbene il drive-by-wire offra molti vantaggi ai sistemi automobilistici, le preoccupazioni sull'affidabilità hanno bloccato la sua piena accettazione. AP Photo / Andree-Noelle Pot

Alcune persone sono entusiaste della prospettiva di più sistemi drive-by-wire nelle automobili. Sostituendo i sistemi di accelerazione convenzionali, i sistemi drive-by-wire possono ridurre significativamente il numero di parti in movimento in un veicolo. Ciò riduce il peso, aumenta la precisione operativa e allunga il tempo tra le visite di assistenza per cose come la manutenzione meccanica e altre regolazioni. Alcuni sistemi by-wire non richiederebbero nemmeno assistenza. Meno peso e migliore precisione equivalgono a una migliore efficienza del carburante e anche a meno emissioni.

Sembra fantastico, vero? Ebbene, sebbene sia ben consolidato nel settore del trasporto aereo, il drive-by-wire è stato lento nella sua introduzione all'auto. Il problema per alcune case automobilistiche sta nel convincere i conducenti che i sistemi sono sicuri. A causa della complessità dei sistemi drive-by-wire, alcune persone si preoccupano di potenziali malfunzionamenti elettronici nei sensori e nei computer, che possono portare a danni al veicolo o persino incidenti automobilistici e lesioni ai passeggeri.

Un argomento contro il drive-by-wire è che qualsiasi sistema che utilizza software ha la capacità di fallire indipendentemente dal numero di volte in cui il software è stato testato. Nella peggiore delle ipotesi, ad esempio, i sensori di un sistema brake-by-wire potrebbero commettere un errore di calcolo, facendo sì che la pinza e le pastiglie del freno applichino una pressione errata, troppo leggera o troppo forte. al rotore. Ignaro di eventuali problemi del sistema interno, il conducente che utilizza il sistema Brake-by-Wire potrebbe potenzialmente incorrere in un incidente, anche se pensava che fosse stata applicata la giusta quantità di pressione sul pedale del freno.

In ogni caso, la maggior parte delle persone si riferisce al detto che qualsiasi software è buono solo quanto i programmatori e i produttori che lo hanno costruito e progettato. A causa dell'affidabilità del fly-by-wire negli aeroplani, è probabile che l'esperienza e i test sui prodotti possano portare più sistemi drive-by-wire in sicurezza nelle auto di tutti i giorni. Diverse case automobilistiche stanno già utilizzando (o hanno utilizzato) vari sistemi drive-by-wire nei loro veicoli, tra cui BMW, Mercedes-Benz, Land Rover, Toyota, GM, Volkswagen e Nissan.

Per ulteriori informazioni sulla tecnologia delle batterie, sulle auto ibride e su altri argomenti correlati, seguire i collegamenti nella pagina successiva.

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fonti

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  • Accessori automobilistici Cobra. "Spiegazione del drive-by-wire". (13 aprile 2009) http://www.cobracaralarms.com.au/cruise-controls/drive-by-wire
  • Dorissen, Hans Theo e Klaus Durkopp. "Meccatronica e sistemi drive-by-wire avanzati sensori di posizione senza contatto". Elettronica automobilistica. 16 luglio 2002 (18 aprile 2009) http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6V2H-475RD81-2&_user=10&_rdoc=1&_fmt=&_orig=search&_sort=d&view=c&_acct=C000050221&user_version= = 10 & md5 = 3d79669e89d15d969132f6508cb2c7b9
  • Eisenstein, Paul A. "GM Hy-Wire Drive-By-Wire Hybrid Fuel Cell Vehicle". Meccanica popolare. Agosto 2002. (15 aprile 2009) http://www.popularmechanics.com/automotive/new_cars/1266806.html
  • Krebs, Michelle. "Your Car, 2022." Scienza popolare. 7 aprile 2002 (15 aprile 2009) http://www.popsci.com/cars/article/2002-04/your-car-2022
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