Drive-by-wire é um termo genérico que pode se referir a vários sistemas eletrônicos que aumentam ou substituem completamente os controles mecânicos tradicionais. Em vez de usar cabos, pressão hidráulica e outras formas de fornecer ao motorista controle físico direto sobre a velocidade ou a direção de um veículo, a tecnologia de acionamento por fio usa controles eletrônicos para ativar os freios, controlar a direção e operar outros sistemas.
Existem três sistemas principais de controle de veículos que são normalmente substituídos por controles eletrônicos: acelerador, freios e direção. Quando substituídos por alternativas x-by-wire, esses sistemas são geralmente chamados de:
- Controle Eletrônico de Aceleração
- Freio a cabo
- Steer-By-Wire
Controle Eletrônico de Aceleração
A forma mais comum de tecnologia x-by-wire e a mais fácil de encontrar na natureza é o controle eletrônico do acelerador. Ao contrário dos tradicionais controles de aceleração que acoplam o pedal do acelerador ao acelerador com um cabo mecânico, esses sistemas usam uma série de sensores e atuadores eletrônicos.
Veículos com controles de combustível computadorizados usaram sensores de aceleração por décadas. Esses sensores basicamente dizem ao computador a posição do acelerador. O acelerador em si ainda é ativado por um cabo físico. Em veículos que usam o verdadeiro controle eletrônico de aceleração (ETC), não há conexão física entre o acelerador e o acelerador. Em vez disso, o pedal do acelerador envia um sinal que faz com que um atuador eletromecânico abra o acelerador.
Isso geralmente é visto como o tipo mais seguro de tecnologia drive-by-wire, já que é extremamente fácil implementar esse tipo de sistema com um design à prova de falhas à prova de falhas. Da mesma maneira que o acelerador simplesmente se fecha se um cabo mecânico do acelerador freia e o veículo irá naturalmente desacelerar e parar, os sistemas eletrônicos de controle do acelerador podem ser projetados para que o acelerador feche se ele não estiver mais recebendo um sinal do sensor do pedal .
Tecnologias Brake-by-Wire
A tecnologia Brake-by-Wire é freqüentemente vista como mais perigosa do que o controle eletrônico de aceleração, pois envolve a remoção de qualquer conexão física entre o acionador e os freios. No entanto, o freio a fio é, na verdade, um espectro de tecnologias que variam de eletro-hidráulico a eletromecânico, e ambos podem ser projetados tendo em mente as resistências à falha.
Os freios hidráulicos tradicionais utilizam um cilindro mestre e vários cilindros escravos. Quando o motorista empurra o pedal do freio, ele aplica pressão fisicamente ao cilindro mestre. Na maioria dos casos, essa pressão é amplificada por um aspirador de freio a vácuo ou hidráulico. A pressão é então transmitida através de linhas de freio para as pinças de freio ou cilindros de roda.
Os sistemas de freios antibloqueio foram precursores precoces das modernas tecnologias de freio a cabo, na medida em que permitiam que os freios de um veículo fossem puxados automaticamente sem acionamento do motorista. Isso é feito por um atuador eletrônico que ativa os freios hidráulicos existentes e várias outras tecnologias de segurança foram construídas nesta base. O controle eletrônico de estabilidade, o controle de tração e os sistemas automáticos de frenagem dependem do ABS e estão relacionados perifericamente à tecnologia de freio a cabo.
Nos veículos que utilizam tecnologia eletro-hidráulica freio a cabo, os calibradores localizados em cada roda ainda são ativados hidraulicamente. No entanto, eles não são diretamente acoplados a um cilindro mestre que é ativado pressionando o pedal do freio. Em vez disso, pressionar o pedal do freio ativa um sensor ou uma série de sensores. A unidade de controle, em seguida, determina quanta força de frenagem é necessária em cada roda e ativa os calibradores hidráulicos conforme necessário.
Nos sistemas de freios eletromecânicos, não há nenhum componente hidráulico. Esses verdadeiros sistemas de freio a cabo ainda usam sensores para determinar quanto força de frenagem é necessária, mas essa força não é transmitida via hidráulica. Em vez disso, os acionadores eletromecânicos são usados para ativar os freios localizados em cada roda.
Tecnologias de orientação por fio
A maioria dos veículos usa uma unidade de cremalheira e pinhão ou um sem-fim e um setor de direção que está fisicamente conectado ao volante. Quando o volante é girado, a unidade de cremalheira e pinhão ou a caixa de direção também gira. Uma unidade de cremalheira e pinhão pode, então, aplicar torque às juntas esféricas por meio de tirantes, e uma caixa de direção normalmente moverá a articulação da direção por meio de um braço do pitman.
Nos veículos equipados com tecnologia de direção por fio, não há conexão física entre o volante e os pneus. Na verdade, os sistemas de direção por fio não precisam tecnicamente usar volantes. Quando um volante é usado, algum tipo de emulador de sensibilidade à direção é normalmente usado para fornecer feedback ao motorista.
Quais veículos já possuem tecnologia de controle remoto?
Não há veículos de produção totalmente drive-by-wire, mas vários fabricantes construíram veículos-conceito que se encaixam na descrição. A General Motors demonstrou um sistema drive-by-wire em 2003 com seu conceito Hy-Wire, e o conceito Ryuga da Mazda também usou a tecnologia em 2007. Drive-by-wire pode ser encontrado em equipamentos como tratores e empilhadeiras, mas até carros e caminhões esse recurso de direção hidráulica ainda possui articulação de direção física.
O controle eletrônico do acelerador é muito mais prevalente, e uma variedade de marcas e modelos fazem uso da tecnologia. Brake-by-wire também pode ser encontrado em modelos de produção, e dois exemplos da tecnologia são o Electronic Controlled Brake da Toyota e o Sensotronic da Mercedes Benz.
Explorando o futuro do Drive-by-Wire
As preocupações de segurança diminuíram a adoção de tecnologias de drive-by-wire. Os sistemas mecânicos podem e fracassam, mas as autoridades reguladoras ainda os consideram mais confiáveis do que os sistemas eletrônicos. Os sistemas drive-by-wire também são mais caros que os controles mecânicos devido ao fato de serem significativamente mais complexos.
No entanto, o futuro da tecnologia drive-by-wire pode levar a uma série de desenvolvimentos interessantes. A remoção de controles mecânicos pode permitir que os fabricantes de automóveis projetem veículos que são radicalmente diferentes dos carros e caminhões que estão na estrada hoje. Carros-conceito como o Hy-Wire permitiram que a configuração de assentos fosse movida, pois não há controles mecânicos que determinem a posição do motorista.
A tecnologia drive-by-wire também poderia ser integrada à tecnologia de carros sem motoristas, que permitiria que os veículos fossem operados remotamente ou por um computador. Projetos de carros sem motorista atuais usam atuadores eletromecânicos para controlar a direção, a frenagem e a aceleração, o que poderia ser simplificado conectando-se diretamente à tecnologia de acionamento por fio.
