Drive-by-wire es un término comodín que puede referirse a un número de sistemas electrónicos que toman ya sea aumentar o reemplazar completamente los controles mecánicos tradicionales. En lugar de utilizar cables, presión hidráulica y otras formas de proporcionar al conductor un control físico directo sobre la velocidad o la dirección de un vehículo, la tecnología drive-by-wire utiliza controles electrónicos para activar los frenos, controlar la dirección y operar otros sistemas.
Hay tres sistemas principales de control del vehículo que son comúnmente reemplazados por controles electrónicos: acelerador, frenos y dirección. Cuando se sustituyen por alternativas x-by-wire, estos sistemas se denominan típicamente como:
- Control electrónico del acelerador
- Freno por cable
- Dirección por cable
Índice de contenidos
Control electrónico del acelerador
La forma más común de la tecnología x-by-wire y la más fácil de encontrar en la naturaleza es el control electrónico del acelerador. A diferencia de los controles tradicionales del acelerador que acoplan el pedal del acelerador al 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 sólo le dicen a la computadora la posición del acelerador. El acelerador en sí mismo sigue siendo activado por un cable físico. En los vehículos que utilizan un verdadero control electrónico del acelerador (ETC), no existe una conexión física entre el pedal del acelerador y el acelerador. En su lugar, el pedal del acelerador envía una señal que hace que un actuador electromecánico abra el acelerador.
A menudo se considera como el tipo más seguro de tecnología drive-by-wire, ya que es extremadamente fácil implementar este tipo de sistema con un diseño a prueba de fallos a prueba de fallos. De la misma manera que el acelerador simplemente se cerrará si un cable de acelerador mecánico frena y el vehículo frena y se detiene de forma natural, los sistemas de control electrónico del acelerador pueden diseñarse 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 la eliminación de 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 los fallos de seguridad.
Los frenos hidráulicos tradicionales utilizan un cilindro maestro y varios cilindros esclavos. Cuando el conductor presiona el pedal de freno, ejerce presión física sobre el cilindro maestro. En la mayoría de los casos, esa presión es amplificada por un elevador de presión de vacío o de freno hidráulico. A continuación, la presión se transmite a través de los conductos de freno a las pinzas de freno o a los cilindros de las ruedas.
Los sistemas antibloqueo de frenos fueron los primeros precursores de las modernas tecnologías de frenado por cable, ya que permitían tirar de los frenos de un vehículo de forma automática y sin la intervención del conductor. Esto se logra mediante un actuador electrónico que activa los frenos hidráulicos existentes, y sobre esta base se han construido otras tecnologías de seguridad. El control electrónico de la estabilidad, el control de la tracción y los sistemas de frenado automático dependen del ABS y están relacionados periféricamente con la tecnología de frenado por cable.
En los vehículos que utilizan la tecnología electrohidráulica de freno por cable, las pinzas situadas en cada rueda se activan hidráulicamente. Sin embargo, no están acoplados directamente a un cilindro maestro que se activa al pisar el pedal del freno. En su lugar, al pisar el pedal de freno se activa un sensor o una serie de sensores. La unidad de control determina entonces cuánta fuerza de frenado se requiere en cada rueda y activa las pinzas hidráulicas según sea necesario.
En los sistemas de frenos electromecánicos, no hay ningún componente hidráulico. Estos verdaderos sistemas de freno por cable siguen utilizando sensores para determinar cuánta fuerza de frenado se requiere, pero esa fuerza no se transmite a través del sistema hidráulico. En su lugar, se utilizan actuadores electromecánicos para activar los frenos situados en cada rueda.
Tecnologías de dirección por cable
La mayoría de los vehículos utilizan una unidad de cremallera y piñón o un engranaje de dirección de tornillo sinfín y sector que está físicamente conectado al volante. Al girar el volante, el piñón y la cremallera o la caja de dirección también giran. Una unidad de cremallera y piñón puede entonces aplicar par a las rótulas mediante tirantes, y una caja de dirección normalmente mueve el varillaje de dirección a través del brazo de un pitman.
En los vehículos equipados con tecnología de dirección por cable, no existe una conexión física entre el volante y los neumáticos. De hecho, los sistemas de dirección por cable no necesitan técnicamente usar volantes en absoluto. Cuando se utiliza un volante, normalmente se utiliza algún tipo de emulador de la sensación de la dirección para proporcionar al conductor información.
¿Qué vehículos ya tienen tecnología Drive-by-Wire?
No hay vehículos de producción totalmente automáticos, 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 utilizó esta tecnología en 2007. Drive-by-wire se puede encontrar en equipos como tractores y carretillas elevadoras, pero incluso los automóviles y camiones que cuentan con dirección asistida electrónica todavía tienen una conexión 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 esta tecnología son el freno electrónico controlado de Toyota y el Sensotronic de Mercedes Benz.
Explorando el futuro de Drive-by-Wire
Los problemas de seguridad han ralentizado la adopción de las tecnologías drive-by-wire. Los sistemas mecánicos pueden fallar y fallan, pero las autoridades reguladoras siguen considerando que son más fiables que los sistemas electrónicos. Los sistemas Drive-by-wire son también más caros que los controles mecánicos debido al hecho de que son significativamente más complejos.
Sin embargo, el futuro de la tecnología drive-by-wire podría conducir a una serie de desarrollos interesantes. La eliminación de los controles mecánicos podría permitir a los fabricantes de automóviles diseñar vehículos que son radicalmente diferentes de los coches y camiones que circulan hoy en día. Los coches conceptuales como el Hy-Wire han permitido incluso que la configuración de los asientos se mueva, ya que no hay controles mecánicos que dicten la posición del conductor.
La tecnología Drive-by-wire también podría integrarse con la tecnología del automóvil sin conductor, que permitiría que los vehículos se operaran de forma remota o por medio de una computadora. Los proyectos actuales de automóviles sin conductor utilizan actuadores electromecánicos para controlar la dirección, el frenado y la aceleración, que podrían simplificarse conectando directamente a la tecnología de conducción por cable.
