Che cos'è la tecnologia drive-by-wire?

Drive-by-wire è un termine generico che si riferisce a una serie di sistemi elettronici che aumentano o sostituiscono i controlli meccanici tradizionali. Invece di utilizzare cavi o pressione idraulica per controllare un veicolo, la tecnologia drive-by-wire utilizza sistemi elettronici per attivare i freni, controllare lo sterzo e alimentare il motore.

Ci sono tre principali componenti di guida che i sistemi drive-by-wire in genere sostituiscono con controlli elettronici: acceleratore, freni e sterzo. Questi sistemi sono generalmente indicati come controllo elettronico dell'acceleratore, freno a filo, e sterzo-by-wire.​

Controllo elettronico dell'acceleratore

La forma più comune di tecnologia drive-by-wire e la più facile da trovare è il controllo elettronico dell'acceleratore. A differenza dei tradizionali comandi dell'acceleratore che accoppiano il pedale dell'acceleratore e l'acceleratore con un cavo meccanico, questi sistemi utilizzano una serie di sensori e attuatori elettronici.

I veicoli con controlli del carburante computerizzati hanno utilizzato i sensori dell'acceleratore per decenni. Questi sensori comunicano al computer la posizione dell'acceleratore, ma l'acceleratore è ancora attivato da un cavo fisico. Nei veicoli che utilizzano il vero controllo elettronico dell'acceleratore (ETC), non esiste alcun collegamento fisico tra il pedale dell'acceleratore e l'acceleratore. Invece, il pedale dell'acceleratore invia un segnale che fa sì che un attuatore elettromeccanico apra l'acceleratore.

Questo è spesso visto come il tipo più sicuro di tecnologia drive-by-wire, in quanto è facile da implementare con un design a prova di errore e infallibile. Allo stesso modo in cui l'acceleratore si chiude se un cavo dell'acceleratore meccanico si rompe, controllo dell'acceleratore elettronico i sistemi 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 vista da alcuni come più pericolosa del controllo elettronico dell'acceleratore perché comporta la rimozione della connessione fisica tra il conducente e i freni. Tuttavia, il Brake-by-Wire è uno spettro di tecnologie che vanno dai sistemi elettroidraulici a quelli elettromeccanici, ed entrambi possono essere progettati tenendo conto dei sistemi di sicurezza.

I freni idraulici tradizionali utilizzano un cilindro principale e diversi cilindri secondari. Quando il conducente preme il pedale del freno, applica una pressione fisica al cilindro principale. Nella maggior parte dei casi, tale pressione viene amplificata da un servofreno a depressione o idraulico. La pressione viene quindi trasmessa tramite le linee dei freni alle pinze dei freni o ai cilindri delle ruote.

Sistemi antibloccaggio dei freni erano i primi precursori delle moderne tecnologie Brake-by-Wire, in quanto consentivano di tirare automaticamente i freni di un veicolo senza alcun input da parte del conducente. Ciò è ottenuto da un attuatore elettronico che attiva i freni idraulici esistenti. Altre tecnologie di sicurezza sono state costruite su questa base. Controllo elettronico della stabilità, controllo di trazione, e frenata automatica i sistemi dipendono dall'ABS e sono collegati perifericamente alla tecnologia Brake-by-Wire.

Nei veicoli che utilizzano la tecnologia Brake-by-Wire elettroidraulica, le pinze situate in ciascuna ruota sono ancora attivate idraulicamente. Tuttavia, non sono direttamente accoppiati a una pompa freno che si attiva premendo il pedale del freno. Invece, premendo il pedale del freno si attiva una serie di sensori. L'unità di controllo determina quindi la forza frenante necessaria su ciascuna ruota e attiva le pinze idrauliche secondo necessità.

Nei sistemi di frenatura elettromeccanici non è presente alcun componente idraulico. Questi veri sistemi Brake-by-Wire utilizzano ancora sensori per determinare quanta forza frenante è necessaria, ma tale forza non viene trasmessa tramite l'idraulica. Invece, attuatori elettromeccanici attivano i freni situati in ciascuna ruota.

Tecnologie Steer-By-Wire

La maggior parte dei veicoli utilizza un'unità a pignone e cremagliera o uno sterzo a vite senza fine che è fisicamente collegato al volante. Quando si ruota il volante, gira anche il gruppo pignone e cremagliera o la scatola dello sterzo. Un'unità pignone e cremagliera può quindi applicare una coppia ai giunti sferici tramite tiranti e una scatola dello sterzo in genere muoverà il collegamento dello sterzo tramite il braccio di un pitman.

Nei veicoli dotati di tecnologia steer-by-wire, non esiste alcun collegamento fisico tra volante e pneumatici. I sistemi Steer-by-wire tecnicamente non richiedono affatto l'uso di volanti. Quando viene utilizzato un volante, in genere viene utilizzato un tipo di emulatore della sensazione di sterzata per fornire un feedback al conducente.

Quali veicoli hanno già la tecnologia Drive-By-Wire?

Tesla ha veicoli che si avvicinano al pieno drive-by-wire e chiaramente stanno spingendo la busta il più possibile per farli approvare per l'uso autonomo.

Non ci sono veicoli di produzione completamente drive-by-wire, ma un certo numero di produttori ha costruito concept car che si adattano alla descrizione. General Motors ha dimostrato un sistema drive-by-wire nel 2003 con il suo concetto Hy-Wire, e anche il concetto Ryuga di Mazda ha utilizzato la tecnologia nel 2007. Il drive-by-wire può essere trovato in attrezzature come trattori e carrelli elevatori, ma anche auto e camion dotati di servosterzo elettronico hanno ancora collegamenti fisici allo sterzo.

Il controllo elettronico dell'acceleratore è più diffuso e una varietà di marche e modelli si avvale della tecnologia. Brake-by-wire si trovano anche nei modelli di produzione. Due esempi della tecnologia sono l'Electronic Controlled Brake di Toyota e il Sensotronic di Mercedes Benz.

Esplorare il futuro del drive-by-wire

I problemi di sicurezza hanno rallentato l'adozione delle tecnologie drive-by-wire. I sistemi meccanici possono guastarsi e falliscono, ma le autorità di regolamentazione li considerano ancora più affidabili dei sistemi elettronici. I sistemi drive-by-wire sono anche più costosi dei controlli meccanici a causa del fatto che sono significativamente 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 radicalmente diversi dalle auto e dai camion che circolano oggi. Le concept car come la Hy-Wire hanno persino permesso di spostare la configurazione dei sedili poiché non ci sono controlli meccanici che determinano la posizione del conducente.

La tecnologia drive-by-wire potrebbe anche essere integrata con la tecnologia delle auto senza conducente, che consente ai veicoli di essere gestiti a distanza o da un computer. Gli attuali progetti di auto senza conducente utilizzano attuatori elettromeccanici per controllare sterzo, frenata e accelerazione, che potrebbero essere semplificati collegandosi direttamente alla tecnologia drive-by-wire.