Drive-by-wire to termin, który może odnosić się do wielu systemów elektronicznych, które zastępują albo zastępują tradycyjne mechanizmy sterowania. Zamiast używania kabli, ciśnienia hydraulicznego i innych sposobów zapewnienia kierowcy bezpośredniej, fizycznej kontroli nad prędkością lub kierunkiem pojazdu, technologia drive-by-wire wykorzystuje elektroniczne elementy sterujące do uruchamiania hamulców, sterowania kierowaniem i obsługi innych systemy.
Istnieją trzy główne systemy sterowania pojazdem, które są zwykle zastępowane elektronicznymi elementami sterującymi: przepustnicą, hamulcami i układem kierowniczym. Po zastąpieniu przez alternatywy x-by-wire, systemy te są zwykle określane jako:
- Elektroniczna kontrola przepustnicy
- Hamowanie za pomocą drutu
- Steer-By-Wire
Elektroniczna kontrola przepustnicy
Najbardziej rozpowszechnioną formą technologii x-by-wire i najłatwiejszą do znalezienia na wolności jest elektroniczna kontrola przepustnicy. W przeciwieństwie do tradycyjnych przepustnic, które łączą pedał gazu z przepustnicą za pomocą kabla mechanicznego, systemy te wykorzystują szereg elektronicznych czujników i elementów wykonawczych.
Pojazdy ze skomputeryzowanymi układami paliwowymi od dziesięcioleci używają czujników przepustnicy. Te czujniki zasadniczo informują komputer o pozycji przepustnicy. Sama przepustnica jest nadal aktywowana przez fizyczny kabel. W pojazdach, które używają prawdziwej elektronicznej kontroli przepustnicy (ETC), nie ma fizycznego połączenia między pedałem gazu a przepustnicą. Zamiast tego pedał gazu wysyła sygnał, który powoduje, że elektromechaniczny siłownik otwiera przepustnicę.
Jest to często postrzegane jako najbezpieczniejszy rodzaj technologii drive-by-wire, ponieważ niezwykle łatwe jest wdrożenie tego rodzaju systemu z odpornym na błędy zabezpieczeniem przed awarią. W ten sam sposób, jak przepustnica zostanie po prostu zamknięta, jeśli mechaniczny przewód przepustnicy wyhamuje, a pojazd będzie naturalnie spowalniał i zatrzymywał się, elektroniczne układy kontroli przepustnicy mogą być zaprojektowane tak, że przepustnica zamyka się, jeśli nie jest już odbierany sygnał z czujnika pedału .
Technologie Brake-by-Wire
Technologia "hamulec na drut" jest często postrzegana jako bardziej niebezpieczna niż elektroniczna kontrola przepustnicy, ponieważ polega na usunięciu fizycznego połączenia między kierowcą a hamulcami. Jednak hamulec-po-drutu jest w rzeczywistości spektrum technologii, które wahają się od elektro-hydraulicznego do elektromechanicznego i oba mogą być projektowane z myślą o zabezpieczeniach awaryjnych.
Tradycyjne hamulce hydrauliczne wykorzystują cylinder główny i kilka cylindrów podrzędnych. Kiedy kierowca naciska pedał hamulca, fizycznie wywiera nacisk na cylinder główny. W większości przypadków ciśnienie to jest wzmacniane za pomocą próżniowego lub hydraulicznego wspomagania hamulców. Ciśnienie jest następnie przesyłane za pośrednictwem przewodów hamulcowych do zacisków hamulcowych lub cylindrów kół.
Przeciwblokujące układy hamulcowe były wczesnymi prekursorami nowoczesnych technologii hamowania za pomocą drutu, ponieważ umożliwiły automatyczne ciągnięcie hamulców pojazdu bez wprowadzania danych przez kierowcę. Jest to realizowane przez elektroniczny siłownik, który aktywuje istniejące hamulce hydrauliczne, a na tym fundamencie zbudowano szereg innych technologii bezpieczeństwa. Elektroniczna kontrola stabilności, kontrola trakcji i automatyczne układy hamulcowe zależą od ABS i są peryferyjnie powiązane z technologią hamowania za pomocą drutu.
W pojazdach wykorzystujących elektryczno-hydrauliczną technologię hamowania za pomocą przewodów, zaciski umieszczone w każdym kole są nadal aktywowane hydraulicznie. Jednak nie są one bezpośrednio sprzężone z cylindrem głównym, który jest aktywowany przez naciśnięcie pedału hamulca. Zamiast tego naciśnięcie pedału hamulca aktywuje czujnik lub serię czujników. Jednostka sterująca określa następnie, jaka siła hamowania jest wymagana na każdym kole i w razie potrzeby uruchamia zaciski hydrauliczne.
W elektromechanicznych układach hamulcowych nie ma żadnego elementu hydraulicznego. Te prawdziwe układy hamulcowe nadal wykorzystują czujniki do określenia, ile siły hamowania jest wymagane, ale ta siła nie jest przekazywana za pośrednictwem układu hydraulicznego. Zamiast tego do aktywacji hamulców znajdujących się w każdym kole służą siłowniki elektromechaniczne.
Technologie Steer-by-Wire
Większość pojazdów korzysta z jednostki zębatkowej lub ślimaka i sektorowego urządzenia sterowego, które jest fizycznie połączone z kierownicą. Gdy kierownica jest obrócona, zmienia się także zębatka lub skrzynia kierownicy. Zespół zębatkowy może następnie przykładać moment obrotowy do przegubów kulowych za pomocą cięgien, a skrzynia sterująca zwykle porusza układem kierowniczym za pośrednictwem ramienia pitowca.
W pojazdach wyposażonych w technologię "steer-by-wire" nie ma fizycznego połączenia między kierownicą a oponami. W rzeczywistości systemy kierowania przez druty w ogóle nie wymagają użycia kierownic. Gdy używane jest koło kierownicy, typowy emulator czucia kierownicy jest zazwyczaj używany do zapewnienia kierowcy informacji zwrotnej.
Jakie pojazdy mają już technologię Drive-by-Wire?
Nie ma w pełni napędowych pojazdów produkcyjnych, ale wielu producentów stworzyło pojazdy koncepcyjne, które pasują do opisu. Firma General Motors zaprezentowała system Drive-by-Wire w 2003 roku z koncepcją Hy-Wire, a koncepcja Ryuga Mazdy również zastosowała tę technologię w 2007 roku. Urządzenia Drive-by-wire można znaleźć w sprzęcie takim jak ciągniki i wózki widłowe, ale nawet w samochodach i ciężarówkach te elektroniczne wspomaganie kierownicy nadal ma fizyczny układ kierowniczy.
Elektroniczna kontrola przepustnicy jest znacznie bardziej rozpowszechniona, a wiele różnych marek i modeli korzysta z tej technologii. Układ hamulcowy można również znaleźć w modelach produkcyjnych, a dwa przykłady tej technologii to elektroniczny układ hamulcowy Toyoty i czujnik Sensotronic Mercedes Benz.
Odkrywanie przyszłości Drive-by-Wire
Kwestie bezpieczeństwa spowolniły przyjęcie technologii drive-by-wire. Systemy mechaniczne mogą i zawieść, ale organy regulacyjne nadal uważają je za bardziej niezawodne niż systemy elektroniczne. Systemy drive-by-wire są również droższe od mechanicznych, ponieważ są znacznie bardziej złożone.
Jednak przyszłość technologii drive-by-wire może doprowadzić do wielu interesujących wydarzeń. Usunięcie mechanicznych elementów sterujących pozwoliłoby producentom samochodów projektować pojazdy, które różnią się radykalnie od samochodów i ciężarówek, które są dziś w drodze. Samochody koncepcyjne, takie jak Hy-Wire, pozwoliły nawet na przeniesienie konfiguracji siedzeń, ponieważ nie ma mechanicznych elementów sterujących, które decydują o położeniu kierowcy.
Technologia Drive-by-Wire mogłaby być również zintegrowana z technologią samochodów bez kierowcy, która umożliwiłaby obsługę pojazdów zdalnie lub przez komputer. Aktualne projekty samochodów bez kierowcy wykorzystują siłowniki elektromechaniczne do sterowania układem kierowniczym, hamowaniem i przyspieszaniem, co można uprościć, łącząc bezpośrednio z technologią drive-by-wire.
