Funktionsweise der Drive-by-Wire-Technologie

Concept Cars Bildergalerie Ist Drive-by-Wire der Weg der Zukunft für Automobile? Weitere Bilder von Concept Cars. AP Foto / Greg Baker

Da sind Sie also und setzen sich in Ihren Sitz, während Sie den Joystick ergreifen. Wenn Sie die Steuerung nach oben drücken, wird Ihr Fahrzeug vorwärts bewegt, während Sie das Fahrzeug von einer Seite zur anderen drücken, um es nach links oder rechts zu lenken. Bereit zu gehen, Sie drücken den Gashebel nach vorne und gewinnen an Geschwindigkeit. Ihr Auto beschleunigt immer schneller - das heißt, bis Sie die nächste Ampel erreichen, an der Sie langsamer werden.

Was ist das, eine Art langweiliges Videospiel, bei dem die Regeln dem Tempolimit und den normalen, alltäglichen Gesetzen folgen sollen? Nee. Tatsächlich könnte diese Situation, in der der Fahrer einen Joystick oder Controller wie bei einem Videospiel verwendet, in den Autos, die auf dem Ausstellungsraumboden erscheinen, bald Realität werden.

Eine Technologie, die als Drive-by-Wire bekannt ist und auch als "x-by-Wire" oder einfach als "by-Wire" bezeichnet wird, könnte die Art und Weise verändern, wie Menschen fahren. Ein Auto mit dieser Art von System würde hauptsächlich auf Elektronik angewiesen sein, um eine breite Palette von Fahrzeugoperationen zu steuern, einschließlich Beschleunigen, Bremsen und, wie in unserem früheren Beispiel erwähnt, Lenken. Herkömmliche Autos verwenden hauptsächlich hydraulische und mechanische Technologie, um dieselben grundlegenden Fahrzeugoperationen durchzuführen, und obwohl die Systeme leistungsstark sind, können sie im Laufe der Jahre übermäßig komplex, ineffizient und verschleißfördernd sein.

Im Laufe der Jahre haben Hersteller sowie externe Forscher und Erfinder Computer und Elektronik in moderne Autos integriert. Wenn sich die Fahrer einfach an die Idee gewöhnen könnten, könnten Drive-by-Wire-Systeme den Komfort, die Funktionalität und die Sicherheit während der Fahrt erhöhen. Computer und Sensoren würden Befehle analysieren und Fahrzeuge genau anweisen, was zu tun ist. By-Wire-Systeme haben auch einen Umgebungswinkel, da die Technologie den Kraftstoffverbrauch verbessern und die Motoremissionen reduzieren oder verbessern könnte.

Der Begriff könnte auch Flugbegeisterten bekannt sein, da Flugzeuge seit den 1990er Jahren Systeme verwenden, die als "Fly-by-Wire" bezeichnet werden. Diese Technologie verwendet genau wie Drive-by-Wire elektrische Drähte, um den normalen Betrieb eines Flugzeugs zu steuern. Wie funktioniert Drive-by-Wire in einem Auto? Wie können Fahrer mit nur einem Netzwerk von Kabeln beschleunigen, verlangsamen und steuern? Ist es sicher oder gibt es Bedenken hinsichtlich Drive-by-Wire-Systemen??

Drive-by-Wire-Systeme zum Beschleunigen, Bremsen und Lenken haben das größte Potenzial zur Reduzierung der mechanischen Verbindung unter der Motorhaube. AP Foto / Schlussstein / Laurent Gillieron

In einem typischen hydraulischen und mechanischen System gibt es ein großes Gewirr von Teilen, die verschiedene Aspekte des Fahrzeugbetriebs steuern. Im gesamten Fahrzeug sind der Bremskraftverstärker, der Hauptzylinder, die Lenksäule, die Lenkwelle, das Zahnstangengetriebe, die Hydraulikleitungen sowie verschiedene Kabel und Verbindungen angeschlossen. Diese Komponenten arbeiten zusammen und unabhängig voneinander, um ein reibungsloses Fahrerlebnis zu gewährleisten. Sie erhöhen jedoch auch das Gewicht des Fahrzeugs und können sich im Laufe der Zeit verschlechtern.

In einem Drive-by-Wire-System würde das meiste oder alles durch elektrische Drähte ersetzt. In jeder Art von By-Wire-System zeichnen Sensoren Informationen auf und leiten Daten an einen Computer oder eine Reihe von Computern weiter, die die elektrische Energie in mechanische Bewegung umwandeln. Es gibt verschiedene Arten von Drive-by-Wire-Systemen, weshalb sie manchmal allgemein als x-by-Wire bezeichnet werden. Hier sind einige der wichtigsten By-Wire-Systeme:

• Gas durch Draht -- Throttle-by-Wire oder Accelerate-by-Wire war die erste Art von Drive-by-Wire-System, die eingeführt wurde. Diese Systeme verwenden eine Pedaleinheit und ein Motormanagementsystem. Das Pedal verwendet Sensoren, die messen, wie viel oder wie wenig der Fahrer das Gaspedal bewegt, und die Sensoren senden diese Informationen an das Motormanagementsystem. Das Motormanagementsystem ist ein Computer, der unter anderem bestimmt, wie viel Kraftstoff benötigt wird, und diesen Eingang einem Aktuator liefert - einem Gerät, das Energie in mechanische Bewegung umwandelt. Das Pedal könnte das gleiche sein, an das sich die Pedalfahrer heute gewöhnt haben, ein leicht erreichbares Pad in der Nähe des Fußes, das gedrückt wird, um das Auto zu beschleunigen. Der gleiche Vorgang könnte auch in einen Joystick oder einen Videospiel-ähnlichen Controller integriert werden, wodurch die Notwendigkeit eines Fußpedals vollständig entfällt. Dazu müssten die Fahrer natürlich ihre Hände zum Beschleunigen, Bremsen und Lenken verwenden.

• Brake-by-Wire -- Es gibt tatsächlich zwei Arten von Brake-by-Wire-Systemen. Hydraulisches oder "nasses" Brake-by-Wire verwendet zusätzliche hydraulische Teile, um Druck auf die Bremsen zu erzeugen. Elektrisches oder "trockenes" Brake-by-Wire verwendet dagegen einfach einen Elektromotor und keine hydraulische Bremsflüssigkeit.

• Steer-by-Wire -- Sensoren erfassen die Bewegungen des Lenkrads und senden Informationen an einen Mikroprozessor. Der Computer sendet dann Befehle an Aktuatoren an den Achsen, die sich gemäß den Anweisungen des Fahrers drehen.

Das klingt alles ziemlich gut, oder? Fahren Sie mit der nächsten Seite fort, auf der wir die Vor- und Nachteile eines Drive-by-Wire-Systems erläutern.

Obwohl Drive-by-Wire für Fahrzeugsysteme viele Vorteile bietet, haben Bedenken hinsichtlich der Zuverlässigkeit seine volle Akzeptanz blockiert. AP Foto / Andree-Noelle Pot

Einige Leute sind begeistert von der Aussicht auf mehr Drive-by-Wire-Systeme in Autos. Durch den Austausch herkömmlicher Drosselsysteme können Drive-by-Wire-Systeme die Anzahl der beweglichen Teile in einem Fahrzeug erheblich reduzieren. Dies reduziert das Gewicht, erhöht die Betriebsgenauigkeit und verlängert die Zeit zwischen Servicebesuchen für Dinge wie mechanische Wartung und andere Anpassungen. Einige By-Wire-Systeme würden überhaupt keinen Service erfordern. Weniger Gewicht und bessere Genauigkeit würden auch eine bessere Kraftstoffeffizienz und weniger Emissionen bedeuten.

Hört sich toll an, oder? Nun, obwohl es in der Luftfahrtindustrie gut etabliert ist, hat Drive-by-Wire die Einführung in das Auto nur langsam vorangetrieben. Das Problem für einige Autohersteller besteht darin, die Fahrer davon zu überzeugen, dass die Systeme sicher sind. Aufgrund der Komplexität von Drive-by-Wire-Systemen machen sich einige Menschen Sorgen über mögliche elektronische Fehlfunktionen in Sensoren und Computern, die zu Fahrzeugschäden oder sogar zu Autounfällen und Verletzungen von Passagieren führen können.

Ein Argument gegen Drive-by-Wire ist, dass jedes System, das Software verwendet, ausfallen kann, unabhängig davon, wie oft diese Software getestet wurde. Im schlimmsten Fall können beispielsweise die Sensoren eines Brake-by-Wire-Systems einen Berechnungsfehler verursachen, der dazu führt, dass der Bremssattel und die Bremsbeläge einen falschen Druck ausüben - entweder zu leicht oder zu stark -. zum Rotor. Ohne Kenntnis von internen Systemproblemen kann der Fahrer, der das Brake-by-Wire-System verwendet, möglicherweise einen Unfall erleiden, obwohl er oder sie der Meinung ist, dass der richtige Druck auf das Bremspedal ausgeübt wird.

In jedem Fall beziehen sich die meisten Leute auf das Sprichwort, dass jede Software nur so gut ist wie die Programmierer und Hersteller, die sie erstellt und entworfen haben. Aufgrund der Zuverlässigkeit von Fly-by-Wire in Flugzeugen ist es wahrscheinlich, dass Erfahrung und Produkttests mehr Drive-by-Wire-Systeme sicher in alltägliche Autos bringen können. Mehrere Autohersteller verwenden bereits verschiedene Drive-by-Wire-Systeme (oder haben diese verwendet), darunter BMW, Mercedes-Benz, Land Rover, Toyota, GM, Volkswagen und Nissan.

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Quellen

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• Dorissen, Hans Theo und Klaus Durkopp. "Mechatronik und Drive-by-Wire-Systeme haben berührungslose Positionssensoren weiterentwickelt." Automobilelektronik. 16. Juli 2002. (18. April 2009) http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6V2H-475RD81-2&_user=10&_rdoc=1&_fmt=&_orig=search&_sort=d&view=c&_acct=C000050221&_version = 10 & md5 = 3d79669e89d15d969132f6508cb2c7b9
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• Krebs, Michelle. "Ihr Auto, 2022." Populärwissenschaften. 7. April 2002. (15. April 2009) http://www.popsci.com/cars/article/2002-04/your-car-2022
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