Wat is drive-by-wire-technologie?

Drive-by-wire is een verzamelnaam die verwijst naar een aantal elektronische systemen die traditionele mechanische bedieningselementen aanvullen of vervangen. In plaats van kabels of hydraulische druk te gebruiken om een ​​voertuig te besturen, gebruikt drive-by-wire-technologie elektronische systemen om de remmen te activeren, de besturing te regelen en de motor van brandstof te voorzien.

Er zijn drie belangrijke aandrijfcomponenten die drive-by-wire-systemen doorgaans vervangen door elektronische bedieningselementen: gas, remmen en sturen. Deze systemen worden meestal elektronische gasklepregeling genoemd, rem-by-wire, en steer-by-wire.​

Elektronische gashendel

De meest voorkomende vorm van drive-by-wire-technologie en het gemakkelijkst te vinden is elektronische gasklepregeling. In tegenstelling tot traditionele gashendels die het gaspedaal en de gashendel koppelen met een mechanische kabel, gebruiken deze systemen een reeks elektronische sensoren en actuatoren.

Voertuigen met geautomatiseerde brandstofcontroles gebruiken al tientallen jaren gasklepsensoren. Deze sensoren vertellen de computer de positie van het gaspedaal, maar het gaspedaal wordt nog steeds geactiveerd door een fysieke kabel. In voertuigen die echte elektronische gasklepregeling (ETC) gebruiken, is er geen fysieke verbinding tussen het gaspedaal en het gaspedaal. In plaats daarvan stuurt het gaspedaal een signaal dat ervoor zorgt dat een elektromechanische actuator de gasklep opent.

Dit wordt vaak gezien als het veiligste type drive-by-wire-technologie, omdat het eenvoudig te implementeren is met een onfeilbaar, faalveilig ontwerp. Op dezelfde manier waarop de gasklep sluit als een mechanische gaskabel breekt, elektronische gasklepbediening systemen kunnen zo worden ontworpen dat de gasklep sluit als deze geen signaal meer ontvangt van de pedaalsensor.

Brake-by-Wire-technologieën

Brake-by-wire-technologie wordt door sommigen als gevaarlijker gezien dan elektronische gasklepregeling, omdat daarbij de fysieke verbinding tussen de bestuurder en de remmen wordt verwijderd. Brake-by-wire is echter een spectrum van technologieën die variëren van elektrohydraulische tot elektromechanische systemen, en beide kunnen worden ontworpen met het oog op fail-safes.

Traditionele hydraulische remmen maken gebruik van een hoofdcilinder, evenals verschillende hulpcilinders. Wanneer de bestuurder op het rempedaal drukt, oefent hij fysieke druk uit op de hoofdcilinder. In de meeste gevallen wordt die druk versterkt door een vacuüm- of hydraulische rembekrachtiger. De druk wordt dan via remleidingen naar de remklauwen of wielcilinders overgebracht.

Antiblokkeersysteem waren vroege voorlopers van moderne rem-by-wire-technologieën, in die zin dat de remmen van een voertuig automatisch konden worden aangetrokken zonder tussenkomst van de bestuurder. Dit wordt bereikt door een elektronische actuator die de bestaande hydraulische remmen activeert. Op deze basis zijn andere veiligheidstechnologieën gebouwd. Elektronische stabiliteitscontrole, tractiecontrole, en automatisch remmen systemen zijn afhankelijk van ABS en zijn perifeer gerelateerd aan rem-by-wire-technologie.

Bij voertuigen die gebruikmaken van elektrohydraulische brake-by-wire-technologie, worden de remklauwen in elk wiel nog steeds hydraulisch geactiveerd. Ze zijn echter niet direct gekoppeld aan een hoofdcilinder die wordt geactiveerd door op het rempedaal te drukken. In plaats daarvan activeert het indrukken van het rempedaal een reeks sensoren. De regeleenheid bepaalt vervolgens hoeveel remkracht er op elk wiel nodig is en activeert de hydraulische remklauwen indien nodig.

In elektromechanische remsystemen is er geen hydraulische component. Deze echte brake-by-wire-systemen gebruiken nog steeds sensoren om te bepalen hoeveel remkracht nodig is, maar die kracht wordt niet via hydrauliek overgedragen. In plaats daarvan activeren elektromechanische actuatoren de remmen in elk wiel.

Steer-by-wire-technologieën

De meeste voertuigen gebruiken een tandheugeleenheid of een worm-en-sectorstuurinrichting die fysiek met het stuur is verbonden. Wanneer het stuur wordt gedraaid, draait ook de tandheugeleenheid of het stuurhuis. Een tandheugel-eenheid kan dan via trekstangen koppel op de kogelgewrichten uitoefenen, en een stuurhuis zal de stuurstang doorgaans verplaatsen via de arm van een pitman.

Bij voertuigen die zijn uitgerust met steer-by-wire-technologie is er geen fysieke verbinding tussen het stuur en de banden. Steer-by-wire-systemen hoeven technisch gezien helemaal geen stuurwielen te gebruiken. Wanneer een stuur wordt gebruikt, wordt meestal een soort stuurgevoel-emulator gebruikt om de bestuurder feedback te geven.

Welke voertuigen hebben al drive-by-wire-technologie?

Tesla heeft voertuigen die dicht in de buurt komen van full drive-by-wire en ze doen er duidelijk alles aan om ze goedgekeurd te krijgen voor autonoom gebruik.

Er zijn geen volledig drive-by-wire productievoertuigen, maar een aantal fabrikanten heeft conceptvoertuigen gebouwd die aan de beschrijving voldoen. General Motors demonstreerde in 2003 een drive-by-wire-systeem met zijn Hy-Wire-concept, en Mazda's Ryuga-concept gebruikte de technologie ook in 2007. Drive-by-wire is te vinden in apparatuur zoals tractoren en vorkheftrucks, maar zelfs auto's en vrachtwagens met elektronische stuurbekrachtiging hebben nog steeds fysieke stuurstangen.

Elektronische gasklepbediening komt vaker voor en een verscheidenheid aan merken en modellen maken gebruik van de technologie. Brake-by-wire is ook te vinden in productiemodellen. Twee voorbeelden van de technologie zijn Toyota's Electronic Controlled Brake en Sensotronic van Mercedes-Benz.

De toekomst van Drive-by-Wire verkennen

Veiligheidsproblemen hebben de acceptatie van drive-by-wire-technologieën vertraagd. Mechanische systemen kunnen en zullen falen, maar regelgevende instanties beschouwen ze nog steeds als betrouwbaarder dan elektronische systemen. Drive-by-wire-systemen zijn ook duurder dan mechanische besturingen omdat ze aanzienlijk complexer zijn.

De toekomst van drive-by-wire-technologie zou echter tot een aantal interessante ontwikkelingen kunnen leiden. Het verwijderen van mechanische bedieningselementen zou autofabrikanten in staat kunnen stellen voertuigen te ontwerpen die radicaal verschillen van de auto's en vrachtwagens die tegenwoordig op de weg zijn. Conceptauto's zoals de Hy-Wire hebben het zelfs mogelijk gemaakt om de stoelconfiguratie te verplaatsen, aangezien er geen mechanische bedieningselementen zijn die de positie van de bestuurder bepalen.

Drive-by-wire-technologie kan ook worden geïntegreerd met autotechnologie zonder bestuurder, waarmee voertuigen op afstand of via een computer kunnen worden bediend. Huidige autoprojecten zonder bestuurder maken gebruik van elektromechanische actuatoren om het sturen, remmen en accelereren te regelen, wat kan worden vereenvoudigd door rechtstreeks verbinding te maken met drive-by-wire-technologie.