Drive-by-wire är en catch-all term som kan referera till ett antal elektroniska system som antingen ökar eller helt ersätter traditionella mekaniska kontroller. I stället för att använda kablar, hydrauliskt tryck och andra sätt att förse en förare med direkt och fysisk kontroll över fordonets hastighet eller riktning använder sig av ledningstekniken elektroniska kontroller för att aktivera bromsarna, styra styrningen och driva andra system.
Det finns tre huvudsakliga fordonskontrollsystem som vanligtvis ersätts med elektroniska kontroller: gas, bromsar och styrning. När de ersätts med x-by-wire-alternativ, kallas dessa system typiskt som:
- Elektronisk gasspjällskontroll
- Brake-by-wire
- Steer-by-wire
Elektronisk gasspjällskontroll
Den vanligaste formen av x-by-wire-teknik och det enklaste att hitta i naturen är elektronisk gasreglage. Till skillnad från traditionella gasreglage som kopplar gaspedalen till gasreglaget med en mekanisk kabel, använder dessa system en serie elektroniska sensorer och manöverdon.
Fordon med datoriserade bränsletankar har använt gassensorer i årtionden. Dessa sensorer berättar väsentligen bara datorns läge för gasreglaget. Själva gasen aktiveras fortfarande av en fysisk kabel. I fordon som använder äkta elektroniska gasreglage (ETC) finns ingen fysisk koppling mellan gaspedalen och gasreglaget. I stället skickar gaspedalen en signal som gör att ett elektromekaniskt manöverdon öppnar gasen.
Detta ses ofta som den säkraste typen av drivteknik, eftersom det är överlägset enkelt att implementera denna typ av system med en idiotsäker felsäker design. På samma sätt som gasen helt enkelt stänger om en mekanisk gaskabel bromsar och fordonet naturligtvis kommer att sakta ner och stoppa, kan elektroniska gasreglersystem utformas så att gasen stängs om den inte längre tar emot en signal från pedalsensorn .
Brake-by-Wire Technologies
Broms-by-wire-teknik ses ofta som farligare än elektronisk gasreglage eftersom det innebär att man eliminerar någon fysisk koppling mellan föraren och bromsarna. Broms-för-tråd är emellertid ett spektrum av tekniker som sträcker sig från elektrohydraulisk till elektromekanisk, och båda kan utformas med felsäkerhetsskåp i åtanke.
Traditionella hydrauliska bromsar använder sig av en huvudcylinder och flera slavcylindrar. När föraren trycker ner på bromspedalen appliceras det fysiskt tryck på huvudcylindern. I de flesta fall förstärks detta tryck med en vakuum eller hydraulisk bromsförstärkare. Trycket överförs sedan via bromsledningar till bromskaliper eller hjulcylindrar.
Anti-lock bromssystem var tidiga föregångare till modern teknik för broms-för-tråd, eftersom de möjliggjorde att fordonets broms dras automatiskt utan förareinsats. Detta uppnås med ett elektroniskt manöverdon som aktiverar befintliga hydraulbromsar och ett antal andra säkerhetstekniker har byggts på denna grund. Elektronisk stabilitetskontroll, dragreglering och automatiska bromssystem är alla beroende av ABS och är perifert relaterade till broms-för-trådteknik.
I fordon som använder elektrohydraulisk broms-för-trådteknik är kalipren i varje hjul fortfarande hydrauliskt aktiverade. De är dock inte direkt kopplade till en huvudcylinder som aktiveras genom att trycka på bromspedalen. I stället aktiverar man bromspedalen en sensor eller en serie sensorer. Styrenheten bestämmer då hur mycket bromskraft som krävs vid varje hjul och aktiverar hydraulkalipren efter behov.
I elektromekaniska bromssystem finns det ingen hydraulisk komponent alls. Dessa sanna bromssystem använder fortfarande sensorer för att bestämma hur mycket bromskraft krävs, men den kraften överförs inte via hydraulik. I stället används elektromekaniska manöverdon för att aktivera bromsarna i varje hjul.
Steer-by-Wire Technologies
De flesta fordon använder en rack- och kugghjulsenhet eller mask- och sektorstyrning som är fysiskt ansluten till ratten. När ratten vrids, vrids växeln och kugghjulet eller styrboxen också. En rack och kugghjulsenhet kan sedan applicera vridmoment på bultförband via slipsstänger, och en styrbox kommer normalt att flytta styrlänken via en pitman-arm.
I fordon som är utrustade med styrteknik finns ingen fysisk koppling mellan ratten och däcken. I själva verket behöver styrsystem inte tekniskt behöva använda rattar alls. När en ratt används, används en typ av styrfelsemulator typiskt för att ge föraren feedback.
Vilka fordon har redan Drive-by-Wire-teknik?
Det finns inte helt färdigmonterade tillverkningsfordon, men ett antal tillverkare har byggt konceptfordon som passar beskrivningen. General Motors demonstrerade ett drivsystem vid 2003 med sitt Hy-Wire-koncept, och Mazda Ryuga-koncept använde också tekniken under 2007. Drev-med-tråd finns i utrustning som traktorer och truckar, men även bilar och lastbilar den funktionen elektroniska servostyrning har fortfarande fysisk styrlänkning.
Elektronisk gasspjällskontroll är mycket mer utbredd, och en mängd olika märken och modeller utnyttjar tekniken. Broms-by-wire finns också i produktionsmodeller, och två exempel på tekniken är Toyota's Electronic Controlled Brake och Mercedes Benz Sensotronic.
Utforska framtiden för Drive-by-Wire
Säkerhetshänsyn har försenat antagandet av drivteknik. Mekaniska system kan och misslyckas, men reglerande myndigheter ser dem fortfarande som mer tillförlitliga än elektroniska system. Drive-by-wire-system är också dyrare än mekaniska kontroller på grund av att de är betydligt mer komplexa.
Framtiden för drivteknik kan dock leda till ett antal intressanta utvecklingar. Avlägsnandet av mekaniska kontroller kan göra det möjligt för biltillverkare att utforma fordon som skiljer sig radikalt från de bilar och lastbilar som finns på vägen idag. Konceptbilar som Hy-Wire har till och med tillåtit att säteskonfigurationen flyttas, eftersom det inte finns några mekaniska kontroller som dikterar förarens position.
Drive-by-wire-tekniken kan också integreras med förarefri bilteknik, vilket skulle möjliggöra för fordon att drivas på distans eller av en dator. Aktuella drivlösa bilprojekt använder elektromekaniska manöverdon för styrning av styrning, bromsning och acceleration, vilket skulle kunna förenklas genom att ansluta direkt till ledningstekniken.
