- Control electrónico del acelerador
- Tecnologías de frenado por cable
- Tecnologías de dirección por cable
- Vehículos con sistema drive-by-wire
- El futuro del drive-by-wire
El drive-by-wire es un término general que hace referencia a una serie de sistemas electrónicos que aumentan o sustituyen los controles mecánicos tradicionales. En lugar de utilizar cables o presión hidráulica para controlar un vehículo, la tecnología drive-by-wire utiliza sistemas electrónicos para activar los frenos, controlar la dirección y alimentar el motor.
Hay tres componentes principales de conducción que los sistemas drive-by-wire suelen sustituir por controles electrónicos: el acelerador, los frenos y la dirección. Estos sistemas suelen denominarse:
- Control electrónico del acelerador
- Freno por cable
- Dirección por cable
Control electrónico del acelerador
La forma más común de tecnología drive-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 gas y el acelerador con un cable mecánico, estos sistemas utilizan una serie de sensores y actuadores electrónicos.
Los vehículos con controles de combustible computarizados han utilizado sensores de aceleración durante décadas. Estos sensores indican al ordenador la posición del acelerador, pero el propio acelerador sigue siendo activado por un cable físico. En los vehículos que utilizan un verdadero control electrónico del acelerador (ETC), no hay 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 que este es 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. De la misma manera que el acelerador simplemente se cierra si un cable de aceleración mecánica se frena, los sistemas de control de aceleración electrónica pueden diseñarse de manera que el acelerador se cierre si deja de recibir una señal del sensor del pedal.
Tecnologías Brake-By-Wire
La tecnología Brake-by-wire es considerada por algunos como más peligrosa que el control electrónico del acelerador porque implica la eliminación de la conexión física entre el conductor y los frenos. Sin embargo, el freno por cable es en realidad un espectro de tecnologías que van desde los sistemas electrohidráulicos a los electromecánicos, y ambos pueden diseñarse teniendo en cuenta los seguros contra fallos.
Los frenos hidráulicos tradicionales utilizan un cilindro maestro, así como varios cilindros esclavos. Cuando el conductor pisa el pedal de freno, aplica una presión física al cilindro maestro. En la mayoría de los casos, esa presión es amplificada por un reforzador de frenos de vacío o hidráulico. A continuación, la presión se transmite a través de los conductos de freno a las pinzas de freno o a los cilindros de rueda.
Los sistemas de frenos antibloqueo fueron los primeros precursores de las modernas tecnologías de frenado por cable, ya que permitían que los frenos de un vehículo se accionasen automáticamente sin la intervención del conductor. Esto se consigue mediante un actuador electrónico que activa los frenos hidráulicos existentes. Sobre esta base se han construido también otras tecnologías de seguridad. 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 brake-by-wire.
En los vehículos que utilizan la tecnología electrohidráulica de frenado por cable, las pinzas situadas en cada rueda siguen siendo activadas hidráulicamente. Sin embargo, no están directamente acopladas a un cilindro maestro que se activa al pisar el pedal de freno. En su lugar, al pisar el pedal de freno se activan 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 necesita, 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 piñón y cremallera o un engranaje de dirección de tornillo sin fin que está conectado físicamente al volante. Cuando el volante gira, la unidad de piñón y cremallera o la caja de dirección también giran. Una unidad de piñón y cremallera puede entonces aplicar un par de torsión a las rótulas a través de las barras de acoplamiento, y una caja de dirección suele mover el varillaje de dirección a través de un brazo de pitman.
En los vehículos equipados con tecnología de dirección asistida, no hay conexión física entre el volante y los neumáticos. De hecho, los sistemas de dirección asistida por cable no necesitan técnicamente utilizar volantes en absoluto. Cuando se utiliza un volante, se suele emplear algún tipo de emulador de la sensación de la dirección para proporcionar al conductor una respuesta.
¿Qué vehículos cuentan ya con la tecnología Drive-By-Wire?
Tesla cuenta con vehículos que se acercan mucho a la conducción autónoma y está claro que están forzando al máximo los límites para que se aprueben para su uso autónomo.
No hay vehículos de producción totalmente drive-by-wire, 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. El sistema drive-by-wire puede encontrarse en equipos como tractores y carretillas elevadoras, pero incluso los coches y camiones que cuentan con dirección asistida electrónica siguen teniendo vínculos de dirección físicos.
El control electrónico del acelerador está mucho más extendido y una gran variedad de marcas y modelos utilizan esta tecnología. El sistema de frenado por cable también se encuentra en los modelos de producción. Dos ejemplos de esta tecnología son el freno controlado electrónicamente de Toyota y el Sensotronic de Mercedes Benz.
Explorando el futuro del Drive-by-Wire
Las preocupaciones de seguridad han frenado la adopción de las tecnologías drive-by-wire. Los sistemas mecánicos pueden fallar, y de hecho lo hacen, pero las autoridades reguladoras siguen considerándolos más fiables que los sistemas electrónicos. Los sistemas drive-by-wire 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 dar lugar a una serie de desarrollos interesantes. La supresión de los controles mecánicos podría permitir a los fabricantes de automóviles diseñar vehículos radicalmente diferentes de los coches y camiones que circulan actualmente. Coches conceptuales como el Hy-Wire han permitido incluso cambiar la configuración de los asientos, ya que no hay controles mecánicos que dicten la posición del conductor.
La tecnología Drive-by-wire también podría integrarse con la tecnología de los coches sin conductor, que permite manejar los vehículos a distancia o por ordenador. Los proyectos actuales de coches sin conductor utilizan actuadores electromecánicos para controlar la dirección, el frenado y la aceleración, lo que podría simplificarse conectando directamente la tecnología drive-by-wire.
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