Drive-by-wire es un término general que puede referirse a una serie de sistemas electrónicos que utilizan el aumento o reemplazan completamente los controles mecánicos tradicionales. En lugar de usar cables, presión hidráulica y otras formas de proporcionarle al conductor un control físico directo sobre la velocidad o la dirección de un vehículo, la tecnología de conducción por cable utiliza controles electrónicos para activar los frenos, controlar la dirección y operar otros sistemas
Hay tres sistemas principales de control de vehículos que comúnmente se reemplazan con controles electrónicos: aceleración, frenos y dirección. Cuando se reemplazan con alternativas x-by-wire, estos sistemas generalmente se conocen como:
- Control electrónico del acelerador
- Freno por cable
- Steer-By-Wire
Control electrónico del acelerador
La forma más común de tecnología x-by-wire y la más fácil de encontrar en la naturaleza es el control electrónico del acelerador. A diferencia de los controles de aceleración tradicionales que acoplan el pedal del acelerador con un cable mecánico, estos sistemas utilizan una serie de sensores y actuadores electrónicos.
Los vehículos con controles de combustible computarizados han usado sensores de aceleración durante décadas. Estos sensores esencialmente le dicen a la computadora la posición del acelerador. El acelerador en sí todavía está activado por un cable físico. En los vehículos que utilizan un verdadero control electrónico del acelerador (ETC), no hay conexión física entre el acelerador y el acelerador. En su lugar, el acelerador envía una señal que hace que un accionador electromecánico abra el acelerador.
Esto se considera a menudo como el tipo más seguro de tecnología drive-by-wire, ya que es extremadamente fácil de implementar este tipo de sistema con un diseño a prueba de fallas a prueba de fallos. De la misma manera que el acelerador simplemente se cerrará si el cable del acelerador mecánico frena y el vehículo naturalmente disminuirá su velocidad y se detendrá, los sistemas electrónicos de control del acelerador se pueden diseñar de manera que el acelerador se cierre si ya no recibe una señal del sensor del pedal .
Tecnologías de freno por cable
La tecnología de freno por cable a menudo se considera más peligrosa que el control electrónico del acelerador, ya que implica eliminar cualquier conexión física entre el conductor y los frenos. Sin embargo, el freno por cable es en realidad un espectro de tecnologías que van desde la electrohidráulica a la electromecánica, y ambas pueden diseñarse teniendo en cuenta las cajas de seguridad.
Los frenos hidráulicos tradicionales hacen uso de un cilindro maestro y varios cilindros esclavos. Cuando el conductor presiona el pedal del freno, presiona físicamente el cilindro maestro. En la mayoría de los casos, esa presión es amplificada por un refuerzo de vacío o de freno hidráulico. La presión se transmite a través de las líneas de freno a las pinzas de freno o cilindros de rueda.
Los sistemas de frenos antibloqueo fueron los primeros precursores de las modernas tecnologías de freno por cable, ya que permitían que los frenos de un vehículo se detuvieran automáticamente sin la intervención del conductor. Esto se logra mediante un actuador electrónico que activa los frenos hidráulicos existentes, y una serie de otras tecnologías de seguridad se han construido sobre esta base. El control electrónico de estabilidad, el control de tracción y los sistemas de frenado automático dependen del ABS y están relacionados periféricamente con la tecnología de freno por cable.
En los vehículos que utilizan tecnología electrohidráulica de freno por cable, los calibradores ubicados en cada rueda todavía se activan hidráulicamente. Sin embargo, no están acoplados directamente a un cilindro maestro que se activa al presionar el pedal del freno. En cambio, al presionar el pedal del freno se activa un sensor o una serie de sensores. La unidad de control determina cuánta fuerza de frenado se requiere en cada rueda y activa los calibradores hidráulicos según sea necesario.
En los sistemas de frenos electromecánicos, no hay ningún componente hidráulico. Estos verdaderos sistemas de freno por cable todavía utilizan sensores para determinar cuánta fuerza de frenado se requiere, pero esa fuerza no se transmite a través del sistema hidráulico. En cambio, los actuadores electromecánicos se utilizan para activar los frenos ubicados en cada rueda.
Tecnologías de Steer-by-Wire
La mayoría de los vehículos utilizan una unidad de piñón y cremallera o un engranaje de dirección sectorial que está físicamente conectado al volante. Cuando se gira el volante, la unidad de piñón y cremallera o la caja de dirección también giran. Luego, una unidad de cremallera y piñón puede aplicar torque a las articulaciones de rótula a través de las varillas de unión, y una caja de dirección generalmente moverá la articulación de la dirección a través del brazo de un pitman.
En los vehículos que están equipados con tecnología de dirección por cable, no hay conexión física entre el volante y los neumáticos. De hecho, los sistemas de dirección por cable no necesitan técnicamente utilizar volantes en absoluto. Cuando se usa un volante, se usa típicamente algún tipo de emulador de sensación de dirección para proporcionar retroalimentación al conductor.
¿Qué vehículos ya tienen tecnología de conducción por cable?
No hay vehículos de producción completamente por cable, pero varios fabricantes han construido vehículos conceptuales que se ajustan a la descripción. General Motors demostró un sistema drive-by-wire en 2003 con su concepto Hy-Wire, y el concepto Ryuga de Mazda también usó la tecnología en 2007. Drive-by-wire se puede encontrar en equipos como tractores y montacargas, pero incluso en automóviles y camiones. esa característica de la dirección asistida electrónica todavía tiene enlace de dirección física.
El control electrónico del acelerador es mucho más frecuente, y una variedad de marcas y modelos hacen uso de la tecnología. El freno por cable también se puede encontrar en los modelos de producción, y dos ejemplos de la tecnología son el freno controlado electrónico de Toyota y el Sensotronic de Mercedes Benz.
Explorando el futuro de Drive-by-Wire
Las preocupaciones de seguridad han retardado la adopción de tecnologías drive-by-wire. Los sistemas mecánicos pueden fallar y lo hacen, pero las autoridades reguladoras aún los ven como más confiables que los sistemas electrónicos. Los sistemas de conducción por cable también son más caros que los controles mecánicos debido a que son significativamente más complejos.
Sin embargo, el futuro de la tecnología drive-by-wire podría llevar a una serie de desarrollos interesantes. La eliminación de los controles mecánicos podría permitir a los fabricantes de automóviles diseñar vehículos que sean radicalmente diferentes de los automóviles y camiones que están en la carretera hoy en día. Los autos de concepto como el Hy-Wire incluso han permitido que la configuración de los asientos se mueva, ya que no hay controles mecánicos que determinen la posición del conductor.
La tecnología de conducción por cable también podría integrarse con la tecnología de automóvil sin conductor, lo que permitiría que los vehículos sean operados de forma remota o por computadora. Los proyectos actuales de automóviles sin conductor utilizan actuadores electromecánicos para controlar la dirección, el frenado y la aceleración, que podrían simplificarse conectándose directamente a la tecnología de conducción por cable.
