Drive-by-wire är en heltäckande term som refererar till ett antal elektroniska system som antingen förstärker eller ersätter traditionella mekaniska kontroller. I stället för att använda kablar eller hydraultryck för att styra ett fordon använder Drive-by-wire-tekniken elektroniska system för att aktivera bromsar, styra styrning och bränna motorn. Det finns tre huvudsakliga drivkomponenter som drive-by-wire-system vanligtvis ersätter med elektroniska kontroller: gas, bromsar och styrning. Dessa system kallas vanligtvis:
- Elektronisk gasreglage
- Broms-för-tråd
- Steer-by-Wire
Elektronisk gasreglage
Den vanligaste formen av drive-by-wire-teknik och den enklaste att hitta i naturen är elektronisk gasreglering. Till skillnad från traditionella gasreglage som kopplar ihop gaspedalen och gasen med en mekanisk kabel, använder dessa system en serie elektroniska sensorer och manöverdon. Fordon med datoriserade bränslekontroller har använt gassensorer i årtionden. Dessa sensorer berättar om gasens läge, men gasen aktiveras fortfarande av en fysisk kabel. I fordon som använder äkta elektronisk gasreglering (ETC) finns det ingen fysisk koppling mellan gaspedalen och gasreglaget. I stället skickar gaspedalen en signal som får ett elektromekaniskt ställdon att öppna gasen. Detta ses ofta som den säkraste typen av drive-by-wire-teknik, eftersom det är extremt enkelt att implementera denna typ av system med en idiotsäker, felsäker design. På samma sätt som gasen helt enkelt stängs om en mekanisk gasvajer bromsar, kan elektroniska gasreglersystem utformas så att gasen stängs om den inte längre tar emot en signal från pedalsensorn.
Brake-By-Wire-teknik
Brake-by-wire-teknik ses av vissa som farligare än elektronisk gasreglering eftersom den innebär att den fysiska förbindelsen mellan föraren och bromsarna avlägsnas. Broms-för-tråd är dock faktiskt ett spektrum av teknologier som sträcker sig från elektrohydrauliska till elektromekaniska system, och båda kan utformas med felsäkerhet i åtanke. Traditionella hydrauliska bromsar använder en huvudcylinder, liksom flera slavcylindrar. När föraren trycker ner bromspedalen trycker den på huvudcylindern. I de flesta fall förstärks detta tryck med en vakuum- eller hydraulisk bromsförstärkare. Trycket överförs sedan via bromsledningar till bromsok eller hjulcylindrar. Låsningsfria bromssystem var tidiga föregångare till modern broms-för-tråd-teknik genom att de tillät att fordonets bromsar dras automatiskt utan förarens ingång. Detta åstadkommes med ett elektroniskt ställdon som aktiverar befintliga hydrauliska bromsar. Ett antal andra säkerhetstekniker har också byggts på denna grund. Elektronisk stabilitetskontroll, greppkontroll och automatiska bromssystem är alla beroende av ABS och är perifert relaterade till broms-för-tråd-teknik. I fordon som använder elektrohydraulisk broms-by-wire-teknik är kaliperna i varje hjul fortfarande hydrauliskt aktiverade. De är dock inte direkt kopplade till en huvudcylinder som aktiveras genom att trycka på bromspedalen. Istället aktiverar du en serie sensorer genom att trycka på bromspedalen. Styrenheten bestämmer sedan hur mycket bromskraft som krävs vid varje hjul och aktiverar de hydrauliska bromsokerna efter behov. I elektromekaniska bromssystem finns det ingen hydraulisk komponent alls. Dessa verkliga broms-för-tråd-system använder fortfarande sensorer för att bestämma hur mycket bromskraft som krävs, men den kraften överförs inte via hydraulik. Istället används elektromekaniska ställdon för att aktivera bromsarna i varje hjul.
Steer-by-Wire-teknik
De flesta fordon använder en rack-and-pinion-enhet eller en maskutrustning som är fysiskt ansluten till ratten. När ratten vrids, svänger även kuggstångsenheten eller styrboxen. En kuggstångsenhet kan sedan applicera vridmoment på kullederna via dragstänger, och en styrbox förflyttar vanligtvis styrlänken via en pitmanarm. I fordon som är utrustade med styr-by-wire-teknik finns det ingen fysisk koppling mellan ratten och däcken. Styr-by-wire-system behöver faktiskt inte använda rattar alls. När en ratt används används vanligtvis någon typ av styrkänslighetsemulator för att ge föraren feedback.
Vilka fordon har redan Drive-by-Wire-teknik?
Tesla har fordon som kommer mycket nära full körning med tråd och de trycker helt klart kuvertet så hårt de kan för att få dem godkända för autonom användning. Det finns inga helt drivna produktionsfordon, men ett antal tillverkare har byggt konceptfordon som passar beskrivningen. General Motors demonstrerade ett drive-by-wire-system 2003 med sitt Hy-Wire-koncept, och Mazdas Ryuga-koncept använde också tekniken 2007. Drive-by-wire finns i utrustning som traktorer och gaffeltruckar, men även bilar och lastbilar som har elektronisk servostyrning har fortfarande fysiska styrlänkar. Elektronisk gasreglering är mycket vanligare, och en mängd olika märken och modeller använder sig av tekniken. Brake-by-wire finns också i produktionsmodeller. Två exempel på tekniken är Toyotas elektroniska styrda broms och Mercedes Benz Sensotronic.
Utforska framtiden för Drive-by-Wire
Säkerhetsproblem har bromsat antagandet av Drive-by-wire-teknik. Mekaniska system kan och misslyckas, men tillsynsmyndigheter 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 drive-by-wire-teknik kan dock leda till ett antal intressanta utvecklingar. Avlägsnandet av mekaniska kontroller kan göra det möjligt för biltillverkare att designa fordon som skiljer sig radikalt från de bilar och lastbilar som är på väg idag. Konceptbilar som Hy-Wire har till och med gjort det möjligt att flytta sittkonfigurationen eftersom det inte finns några mekaniska kontroller som dikterar förarens position. Drive-by-wire-teknik kan också integreras med förarlös bilteknik, som gör att fordon kan fjärrstyras eller med en dator. Nuvarande bilprojekt utan förare använder elektromekaniska manöverdon för att styra styrning, bromsning och acceleration, vilket kan förenklas genom att ansluta direkt till drive-by-wire-teknik.