Mikä on Drive-By-Wire-tekniikka?

Drive-by-wire on yleistermi, joka viittaa useisiin elektronisiin järjestelmiin, jotka joko täydentävät tai korvaavat perinteisiä mekaanisia ohjaimia. Kaapeleiden tai hydraulipainetta käyttävän ajoneuvon ohjaamisen sijaan drive-by-wire-tekniikka käyttää elektronisia järjestelmiä jarrujen aktivoimiseen, ohjauksen ohjaamiseen ja moottorin polttoaineen lisäämiseen.

On kolme pääkomponenttia, jotka drive-by-wire-järjestelmät tyypillisesti korvaavat elektronisilla ohjaimilla: kaasu, jarrut ja ohjaus. Näitä järjestelmiä kutsutaan tyypillisesti sähköisiksi kaasuläppäsäädöiksi, brake-by-wire, ja ohjata johdolla.​

Elektroninen kaasunsäätö

Yleisin drive-by-wire-tekniikan muoto ja helpoin löytää on elektroninen kaasunsäätö. Toisin kuin perinteiset kaasupolkimet, jotka yhdistävät kaasupolkimen ja kaasun mekaanisella kaapelilla, nämä järjestelmät käyttävät sarjaa elektronisia antureita ja toimilaitteita.

Ajoneuvoissa, joissa on tietokoneistettu polttoaineen ohjaus, on käytetty kaasuantureita vuosikymmeniä. Nämä anturit kertovat tietokoneelle kaasuvivun asennon, mutta kaasu aktivoidaan silti fyysisellä kaapelilla. Ajoneuvoissa, joissa käytetään todellista elektronista kaasunsäätöä (ETC), kaasupolkimen ja kaasun välillä ei ole fyysistä yhteyttä. Sen sijaan kaasupoljin lähettää signaalin, joka saa sähkömekaanisen toimilaitteen avaamaan kaasuvivun.

Tätä pidetään usein turvallisimpana drive-by-wire-tekniikan tyyppinä, koska se on helppo toteuttaa idioottivarmalla, vikaturvallisella suunnittelulla. Samalla tavalla kuin kaasuvipu sulkeutuu, jos mekaaninen kaasuvaijeri katkeaa, elektroninen kaasuvipu järjestelmät voidaan suunnitella niin, että kaasu sulkeutuu, jos se ei enää vastaanota signaalia polkimen anturilta.

Brake-By-Wire -tekniikat

Brake-by-wire -tekniikka on joidenkin mielestä vaarallisempi kuin elektroninen kaasuvipu, koska se edellyttää kuljettajan ja jarrujen välisen fyysisen yhteyden poistamista. Brake-by-wire on kuitenkin joukko tekniikoita, jotka vaihtelevat sähköhydraulisista sähkömekaanisiin järjestelmiin, ja molemmat voidaan suunnitella vikaturvallisuutta ajatellen.

Perinteiset hydrauliset jarrut käyttävät pääsylinteriä sekä useita työsylintereitä. Kun kuljettaja painaa jarrupoljinta, se kohdistaa fyysistä painetta pääsylinteriin. Useimmissa tapauksissa tätä painetta vahvistaa tyhjiö tai hydraulinen jarrutehostin. Paine välittyy sitten jarrulinjojen kautta jarrusatuloihin tai pyörän sylintereihin.

Lukkiutumattomat jarrujärjestelmät olivat modernin brake by-wire -tekniikan varhaisia ​​esiasteita, koska ne mahdollistivat ajoneuvon jarrujen vetämisen automaattisesti ilman kuljettajan panosta. Tämä saavutetaan elektronisella toimilaitteella, joka aktivoi olemassa olevat hydrauliset jarrut. Tälle perustalle on rakennettu muita turvallisuustekniikoita. Elektroninen ajonvakautus, luistonesto, ja automaattinen jarrutus järjestelmät ovat riippuvaisia ​​ABS: stä ja liittyvät oheisjarrutustekniikkaan.

Ajoneuvoissa, joissa käytetään sähköhydraulista brake-by-wire -tekniikkaa, jokaisessa pyörässä sijaitsevat jarrusatulat ovat edelleen hydraulisesti aktivoituja. Niitä ei kuitenkaan ole kytketty suoraan pääsylinteriin, joka aktivoidaan painamalla jarrupoljinta. Sen sijaan jarrupolkimen painaminen aktivoi sarjan antureita. Ohjausyksikkö määrittää sitten, kuinka paljon jarrutusvoimaa tarvitaan kussakin pyörässä ja aktivoi hydrauliset jarrusatulat tarpeen mukaan.

Sähkömekaanisissa jarrujärjestelmissä ei ole hydraulista komponenttia. Nämä todelliset brake by-wire -järjestelmät käyttävät edelleen antureita määrittämään, kuinka paljon jarruvoimaa tarvitaan, mutta tämä voima ei välity hydrauliikan kautta. Sen sijaan sähkömekaaniset toimilaitteet aktivoivat jokaisessa pyörässä olevat jarrut.

Steer-By-Wire -tekniikat

Useimmat ajoneuvot käyttävät hammastankoyksikköä tai kierukka- ja sektoriohjauslaitetta, joka on fyysisesti kytketty ohjauspyörään. Kun ohjauspyörää käännetään, myös hammastankoyksikkö tai ohjauslaatikko kääntyy. Hammastankoyksikkö voi sitten kohdistaa vääntömomenttia palloniveliin raidetangojen kautta, ja ohjauslaatikko siirtää tyypillisesti ohjausvivustoa pitmanin käden kautta.

Steer-by-wire-tekniikalla varustetuissa ajoneuvoissa ohjauspyörän ja renkaiden välillä ei ole fyysistä yhteyttä. Steer-by-wire -järjestelmissä ei teknisesti tarvitse käyttää ohjauspyöriä ollenkaan. Kun käytetään ohjauspyörää, jonkin tyyppistä ohjaustuntuman emulaattoria käytetään yleensä antamaan kuljettajalle palautetta.

Missä ajoneuvoissa on jo Drive-By-Wire-tekniikka?

Teslalla on ajoneuvoja, jotka ovat lähellä täydellistä drive-by-wire-tekniikkaa, ja ne selvästi työntävät kirjekuorta niin lujasti kuin pystyvät saadakseen ne hyväksyttäviksi autonomiseen käyttöön.

Täysin drive-by-wire-tuotantoajoneuvoja ei ole, mutta useat valmistajat ovat rakentaneet kuvaukseen sopivia konseptiajoneuvoja. General Motors esitteli drive-by-wire-järjestelmän vuonna 2003 Hy-Wire-konseptillaan, ja myös Mazdan Ryuga-konsepti käytti tekniikkaa vuonna 2007. Drive-by-wire löytyy laitteista, kuten traktoreista ja trukeista, mutta jopa autoissa ja kuorma-autoissa, joissa on elektroninen ohjaustehostin, on edelleen fyysiset ohjausvivut.

Elektroninen kaasunsäätö on yleisempi, ja useat merkit ja mallit hyödyntävät tekniikkaa. Brake by-wire löytyy myös tuotantomalleista. Kaksi esimerkkiä tekniikasta ovat Toyotan elektronisesti ohjattu jarru ja Mercedes Benzin Sensotronic.

Drive-by-Wiren tulevaisuuden tutkiminen

Turvallisuusongelmat ovat hidastaneet drive-by-wire-tekniikoiden käyttöönottoa. Mekaaniset järjestelmät voivat epäonnistua ja epäonnistuvat, mutta valvontaviranomaiset pitävät niitä edelleen luotettavampina kuin elektroniset järjestelmät. Drive-by-wire-järjestelmät ovat myös kalliimpia kuin mekaaniset ohjaukset, koska ne ovat huomattavasti monimutkaisempia.

drive-by-wire-teknologian tulevaisuus voi kuitenkin johtaa useisiin mielenkiintoisiin kehityskulkuihin. Mekaanisten hallintalaitteiden poistaminen voisi antaa autonvalmistajille mahdollisuuden suunnitella ajoneuvoja, jotka eroavat radikaalisti nykyisistä autoista ja kuorma-autoista. Hy-Wiren kaltaiset konseptiautot ovat jopa sallineet istuinkokoonpanon siirtämisen, koska kuljettajan asentoa sanelevia mekaanisia ohjaimia ei ole.

Drive-by-wire-tekniikka voitaisiin myös integroida kuljettajattomaan autotekniikkaan, joka mahdollistaa ajoneuvojen etäkäytön tai tietokoneen ohjaamisen. Nykyisissä kuljettamattomissa autoprojekteissa käytetään sähkömekaanisia toimilaitteita ohjauksen, jarrutuksen ja kiihtyvyyden ohjaamiseen, mitä voitaisiin yksinkertaistaa yhdistämällä suoraan drive-by-wire-tekniikkaan.