Τι πρέπει να ξέρω για τα συστήματα «by wire» σε κάθε νέο αυτοκίνητο;

Οι εντολές του οδηγού περνούν πλέον ηλεκτρονικά, όχι μηχανικά.
Η τεχνολογία by-wire ξεκίνησε από τα αεροσκάφη.
Χωρίς by-wire δεν θα υπήρχαν τα σύγχρονα ADAS.
Το μεγάλο ζητούμενο παραμένει η φυσική αίσθηση στην οδήγηση.

autoagora Team

Οι εντολές του οδηγού περνούν πλέον ηλεκτρονικά, όχι μηχανικά

Για πολλά χρόνια, ο οδηγός ήταν συνδεδεμένος μηχανικά με τα βασικά χειριστήρια του αυτοκινήτου. Το πεντάλ του γκαζιού, το φρένο, το τιμόνι ή ο επιλογέας του κιβωτίου μετέφεραν την εντολή μέσω ντιζών, υδραυλικών κυκλωμάτων ή μηχανικών συνδέσεων. Στα σύγχρονα αυτοκίνητα, όμως, αυτή η λογική αλλάζει όλο και περισσότερο.
 
Τα συστήματα που αντικαθιστούν τη μηχανική σύνδεση με ηλεκτρονική μετάδοση εντολών ονομάζονται by-wire. Με απλά λόγια, όταν ο οδηγός πατάει γκάζι ή φρένο, στρίβει το τιμόνι ή επιλέγει σχέση στο κιβώτιο, η κίνησή του δεν μεταφέρεται απαραίτητα απευθείας μηχανικά στο αντίστοιχο εξάρτημα. Αντί γι’ αυτό, αισθητήρες διαβάζουν την εντολή, τη μετατρέπουν σε ηλεκτρικό σήμα και την στέλνουν σε μία ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου.
 
Η μονάδα αυτή αποφασίζει πώς ακριβώς θα εκτελεστεί η εντολή. Για παράδειγμα, στο ηλεκτρονικό γκάζι, το πεντάλ δεν ανοίγει με ντίζα την πεταλούδα. Στέλνει σήμα στην ECU, η οποία ρυθμίζει με ακρίβεια πόσο θα ανοίξει η πεταλούδα ή πόση ισχύς θα δοθεί, ανάλογα και με τις υπόλοιπες συνθήκες.
 
Αντίστοιχα, στο brake-by-wire, η πίεση που ασκεί ο οδηγός στο πεντάλ καταγράφεται ηλεκτρονικά και η μονάδα ελέγχου ρυθμίζει τη δύναμη πέδησης. Στα ηλεκτρικά και υβριδικά αυτοκίνητα αυτό έχει ιδιαίτερη σημασία, γιατί πρέπει να συνδυάζεται η ανάκτηση ενέργειας με το κανονικό φρενάρισμα.
 
Το πιο σύνθετο βήμα είναι το steer-by-wire. Εκεί το τιμόνι δεν έχει μηχανική σύνδεση με τους τροχούς. Η γωνία και η δύναμη που ασκεί ο οδηγός διαβάζονται από αισθητήρες και ηλεκτροκινητήρες αναλαμβάνουν να στρίψουν τους τροχούς. Πρόκειται για τεχνολογία που συναντάται κυρίως σε ακριβότερα ή πιο προηγμένα μοντέλα.

Η τεχνολογία by-wire ξεκίνησε από τα αεροσκάφη

Η φιλοσοφία by-wire δεν γεννήθηκε στα αυτοκίνητα. Η πρώτη μεγάλη εφαρμογή της έγινε στην αεροπορία, με τα συστήματα fly-by-wire. Εκεί, οι βαριές και πολύπλοκες μηχανικές συνδέσεις που χρησιμοποιούνταν για τον έλεγχο του αεροσκάφους αντικαταστάθηκαν σταδιακά από ηλεκτρονικά σήματα.
 
Ο λόγος ήταν απλός: μικρότερο βάρος, μεγαλύτερη ακρίβεια, ταχύτερη απόκριση και δυνατότητα διόρθωσης λαθών σε πραγματικό χρόνο. Σε ένα αεροσκάφος, η ηλεκτρονική διαχείριση μπορεί να ελέγξει πολύ πιο άμεσα και ακριβώς τις εντολές, ενώ παράλληλα μπορεί να βοηθήσει τον χειριστή όταν απαιτούνται μικροδιορθώσεις.
 
Η ίδια λογική πέρασε σταδιακά και στο αυτοκίνητο. Όσο τα οχήματα έγιναν πιο σύνθετα, με περισσότερους αισθητήρες, ηλεκτρονικά συστήματα και εξηλεκτρισμένα σύνολα, η ανάγκη για ακριβή ηλεκτρονικό έλεγχο έγινε μεγαλύτερη.
 
Στα ηλεκτρικά και υβριδικά μοντέλα, τα by-wire συστήματα έχουν ακόμα μεγαλύτερη αξία. Βοηθούν στη σωστή διαχείριση της ισχύος, στη βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης και κυρίως στην ανάκτηση ενέργειας κατά το φρενάρισμα. Εκεί, το αυτοκίνητο πρέπει να αποφασίζει πότε θα επιβραδύνει μέσω του ηλεκτροκινητήρα και πότε θα χρησιμοποιήσει τα συμβατικά φρένα.

Χωρίς by-wire δεν θα υπήρχαν τα σύγχρονα ADAS

Τα by-wire συστήματα δεν είναι απλώς μια τεχνολογική ευκολία. Είναι η βάση πάνω στην οποία στηρίζονται πολλά από τα σύγχρονα συστήματα ασφάλειας και υποβοήθησης οδηγού.
 
Το αυτόματο φρενάρισμα έκτακτης ανάγκης, για παράδειγμα, δεν θα μπορούσε να λειτουργήσει αν το αυτοκίνητο δεν είχε δυνατότητα να επέμβει ηλεκτρονικά στα φρένα. Το adaptive cruise control χρειάζεται έλεγχο του γκαζιού και των φρένων για να κρατά απόσταση από το προπορευόμενο όχημα. Το Lane Assist ή τα πιο εξελιγμένα συστήματα διατήρησης λωρίδας χρειάζονται ηλεκτρονική επέμβαση στο τιμόνι.
 
Με μηχανικές συνδέσεις και μόνο, όλα αυτά θα ήταν πολύ πιο δύσκολα ή και αδύνατα. Το αυτοκίνητο πρέπει να μπορεί να διαβάζει το περιβάλλον, να επεξεργάζεται δεδομένα και να παρεμβαίνει άμεσα στα βασικά χειριστήρια. Αυτό ακριβώς επιτρέπουν τα by-wire συστήματα.
 
Ακόμη πιο σημαντικός είναι ο ρόλος τους στην αυτόνομη και ημιαυτόνομη οδήγηση. Ένα αυτοκίνητο που κινείται με υψηλό βαθμό υποβοήθησης πρέπει να μπορεί να επιταχύνει, να φρενάρει και να στρίβει χωρίς να περιμένει αποκλειστικά τη μηχανική εντολή του οδηγού. Άρα, η ηλεκτρονική διαχείριση δεν είναι απλώς χρήσιμη, αλλά απαραίτητη.

Το μεγάλο ζητούμενο παραμένει η φυσική αίσθηση στην οδήγηση

Το βασικό μειονέκτημα των by-wire συστημάτων είναι η αίσθηση. Όσο πιο πολύ απομακρύνεται η μηχανική σύνδεση ανάμεσα στον οδηγό και το αυτοκίνητο, τόσο μεγαλύτερος είναι ο κίνδυνος να χαθεί ένα μέρος της φυσικότητας στην οδήγηση.
 
Το ηλεκτρονικό γκάζι, ειδικά στις πρώτες εφαρμογές του, είχε κατηγορηθεί για καθυστέρηση στην απόκριση. Τα πρώτα brake-by-wire συστήματα, κυρίως σε υβριδικά και plug-in υβριδικά μοντέλα, δεν είχαν πάντα την πιο φυσική αίσθηση στο πεντάλ, επειδή έπρεπε να συνδυάζουν ανάκτηση ενέργειας και συμβατική πέδηση. Αντίστοιχα, το steer-by-wire μπορεί να περιορίζει κραδασμούς και ανεπιθύμητες αντιδράσεις, όμως κάποιοι οδηγοί θεωρούν ότι απομονώνει υπερβολικά την αίσθηση από τον δρόμο.
 
Βέβαια, αυτό δεν είναι κάτι καινούργιο στην ιστορία του αυτοκινήτου. Κάτι παρόμοιο συνέβη όταν τα μηχανικά τιμόνια αντικαταστάθηκαν από υδραυλικά και αργότερα από ηλεκτρικά υποβοηθούμενα. Στην αρχή υπήρχε κριτική για απώλεια αίσθησης, όμως με την εξέλιξη της τεχνολογίας τα συστήματα βελτιώθηκαν σημαντικά.
 
Το ίδιο συμβαίνει και με τα by-wire. Όσο οι κατασκευαστές εξελίσσουν καλύτερους αλγόριθμους, ταχύτερους αισθητήρες και πιο ρεαλιστική ανάδραση στον οδηγό, η αίσθηση γίνεται πιο φυσική. Στο μέλλον, τα by-wire συστήματα δεν θα είναι απλώς απαραίτητα για την ασφάλεια και την αυτόνομη οδήγηση, αλλά πιθανότατα θα μπορούν να προσφέρουν και πιο προσαρμοσμένη οδηγική εμπειρία, ανάλογα με το προφίλ του αυτοκινήτου και τις προτιμήσεις του οδηγού.
 
Συνολικά, τα by-wire συστήματα είναι ένα από τα σημαντικότερα βήματα στη μετάβαση από το μηχανικό στο ψηφιακό αυτοκίνητο. Μπορεί να αφαιρούν ένα μέρος της παραδοσιακής μηχανικής σύνδεσης, όμως δίνουν στα σύγχρονα οχήματα ακρίβεια, δυνατότητα συνεργασίας με τα συστήματα ασφαλείας και τεχνολογική βάση για την επόμενη εποχή της οδήγησης.