Ψηφιακός έλεγχος

Τι κοινό μπορεί να έχει το Lexus RZ με ένα Tesla Cybertruck και μια Ferrari SF90; Είναι όλα μοντέλα παραγωγής που χρησιμοποιούν τεχνολογία drive-by-wire σε βασικά συστήματα ελέγχου, αντικαθιστώντας τη φυσική μηχανική σύνδεση μεταξύ μηχανικών μερών με ψηφιακή ενεργοποίηση. Το ιδιαίτερα ευρύ πεδίο εφαρμογών της by-wire τεχνολογίας έχει προσελκύσει το ενδιαφέρον εταιρειών με διαφορετικά προφίλ: από κατασκευαστές supercars ή άλλους με παράδοση στην πολυτέλεια μέχρι εταιρείες τεχνολογίας που επικεντρώνονται στην αυτόνομη οδήγηση, αλλά και μεγάλους προμηθευτές μηχανολογικών συστημάτων.

Η Ferrari έχει δει σημαντικά οφέλη παγιώνοντας τη χρήση brake-by-wire φρένων στα νέα μοντέλα της όπως οι Purosangue, 12Cilindri, 296 και SF90. Η Lexus προσφέρει steer-by-wire σύστημα διεύθυνσης στο νέο ηλεκτρικό RZ 550e F-Sport, ενώ το ίδιο κάνει και η Tesla στο θηριώδες pick-up της. Την ίδια στιγμή, κορυφαίοι εργοστασιακοί προμηθευτές όπως οι ZF, Bosch και ThyssenKrupp αναπτύσσουν δικές τους τεχνολογίες by-wire, με τον CEO της τελευταίας, Stefan Hartung, να δηλώνει: «Βρισκόμαστε στα πρόθυρα μιας επανάστασης. Η τεχνολογία by-wire είναι ένα εργαλείο διαχείρισης πολυπλοκότητας καθώς ουσιαστικά αφαιρεί την πολυπλοκότητα από το αυτοκίνητο».

Ποια είναι όμως τα πλεονεκτήματα της τεχνολογίας drive-by-wire; Κύριο χαρακτηριστικό της είναι η κατάργηση μεγάλου αριθμού φυσικών εξαρτημάτων που υπάρχουν σε κλασικά μηχανολογικά συστήματα, όπως η κολόνα του τιμονιού, το υδραυλικό κύκλωμα των φρένων, ο μηχανισμός του επιλογέα ταχυτήτων κ.λπ.
Στα by-wire συστήματα διεύθυνσης και πέδησης η μεταφορά της εντολής από το αντίστοιχο χειριστήριο στη διάταξη που την εκτελεί γίνεται ψηφιακά μέσω καλωδίωσης, μονάδων ελέγχου και λογισμικού.

Η αφαίρεση φυσικών εξαρτημάτων φέρνει δύο άμεσα οφέλη: μείωση βάρους και απελευθέρωση χώρου. Αν και οι περισσότεροι μηχανικοί συμφωνούν ότι η εξοικονόμηση βάρους είναι σχετικά μικρή, η δυνατότητα ανασχεδιασμού του εσωτερικού και αναδιάταξης κάποιων μηχανικών μερών θεωρείται ιδιαίτερα χρήσιμη. Αυτό ισχύει ακόμα περισσότερο για τα ηλεκτρικά και μελλοντικά για τα ημιαυτόνομα οχήματα, όπου η έλλειψη κολόνας στην κρεμαγιέρα επιτρέπει την υιοθέτηση ακόμα και αναδιπλούμενου τιμονιού, προσφέροντας περισσότερο χώρο στην καμπίνα.




Ο Markus Schäfer, τεχνικός διευθυντής της Mercedes-Benz, βλέπει επίσης πλεονεκτήματα και στον τομέα της ψυχαγωγίας. «Όταν θα αναπτυχθεί πλήρως η αυτόνομη οδήγηση Επιπέδου 3, το steer-by-wire θα επιτρέψει μία ακόμη πιο καθηλωτική εμπειρία ψυχαγωγίας. Για παράδειγμα, το yoke τιμόνι προσφέρει καλύτερη ορατότητα προς τις ψηφιακές οθόνες που υπάρχουν στο ταμπλό». Ο Christoph Starzynski, επικεφαλής εξέλιξης οχημάτων στη Mercedes-Benz, προσθέτει: «Δεν πρέπει να ξεχνάμε και το όφελος που προκύπτει στα logistics και την παραγωγή. Τα by-wire συστήματα δεν απαιτούν διαφορετικά εξαρτήματα για δεξιοτίμονα ή αριστεροτίμονα οχήματα, κάτι που μειώνει σημαντικά την πολυπλοκότητα στην παραγωγή».

Πολύ σημαντικά είναι όμως και τα λειτουργικά πλεονεκτήματα της by-wire τεχνολογίας στην οδήγηση. Τα steer-by-wire συστήματα διεύθυνσης προσφέρουν πλήρη στροφή των τροχών με πολύ μικρή περιστροφή του τιμονιού.
Στο Lexus RZ, για παράδειγμα, το κλείδωμα των τροχών απ’ άκρη σ’ άκρη γίνεται με περιστροφή του τιμονιού κατά 200°, ήτοι ελάχιστα παραπάνω από μισή στροφή. Επίσης, η αναλογία βήματος μεταξύ τιμονιού και κρεμαγιέρας μπορεί να παραμετροποιηθεί σε ένα εξαιρετικά ευρύ πεδίο τιμών ώστε να ανταποκρίνεται στις απαιτήσεις διαφορετικών συνθηκών ταχύτητας και περιβάλλοντος κίνησης του αυτοκινήτου. Πρόσθετα σε αυτό, η απουσία φυσικής σύνδεσης μεταξύ τιμονιού και κρεμαγιέρας απομακρύνει και τους κραδασμούς που μεταφέρονται από τους τροχούς στα χέρια του οδηγού. Έτσι η οδήγηση γίνεται πιο άνετη, ενώ ταυτόχρονα υπάρχει πιο άμεση και ακριβής απόκριση στις εντολές του οδηγού.




Ο Ben Payne, αντιπρόεδρος σχεδιασμού της Lotus, επισημαίνει ότι η τεχνολογία steer-by-wire επιτρέπει ένα επίπεδο εξατομίκευσης που είναι αδύνατο να επιτευχθεί με τα συμβατικά συστήματα. «Επειδή όλα ελέγχονται από λογισμικό μπορείς να ρυθμίσεις το βήμα, την ταχύτητα, την αίσθηση... τα πάντα. Μπορείς να έχεις ένα πολύ ελαφρύ και πολύ γρήγορο τιμόνι στην πόλη, που γίνεται πιο προοδευτικό στον αυτοκινητόδρομο και πολύ άμεσο, με περισσότερο βάρος για την πίστα».

Αντίστοιχα είναι και τα οφέλη των brake-by-wire συστημάτων πέδησης που έχει υιοθετήσει η Ferrari στα νέα μοντέλα της. Ο Jacopo Canestri, επικεφαλής Δυναμικής Οχημάτων της Ferrari, επισημαίνει: «Η by-wire τεχνολογία επιτρέπει να διαμορφώσουμε την αίσθηση που θέλουμε στο πεντάλ των GT ή των πιο καθαρόαιμων μοντέλων ακόμα και χρησιμοποιώντας το ίδιο μηχανολογικό πακέτο. Ουσιαστικά παρακάμπτουμε τους περιορισμούς ενός συμβατικού συστήματος με υδραυλικό κύκλωμα και υποβοήθηση, καθώς πλέον μπορούμε να επιλέξουμε τις παραμέτρους που θέλουμε. Για παράδειγμα, μπορούμε να ρυθμίσουμε την κορύφωση της ισχύος πέδησης σε μικρότερη διαδρομή του πεντάλ».




Ο οδηγός εξέλιξης της Ferrari, Francesco Comand, συμφωνεί: «Μας προσφέρει απόλυτη ελευθερία βαθμονόμησης. Πιστεύω ότι αυτή η τεχνολογία, μαζί με το ABS Evo, είναι από τις σημαντικότερες καινοτομίες στον τομέα των φρένων μετά τους κεραμικούς δίσκους».
Η Bosch από τη μεριά της δοκιμάζει μία ακόμα πιο πρωτοποριακή προσέγγιση χρησιμοποιώντας έναν σταθερό αισθητήρα πίεσης στο πάτωμα αντί για παραδοσιακό πεντάλ. Οι πρώτες αναφορές μιλούν για μια αρχικά περίεργη αίσθηση χειρισμού, αλλά και για πρωτοφανή ακρίβεια.

Υπάρχει όμως κάποια παγίδα σε όλα αυτά; Ο μεγαλύτερος προβληματισμός σχετίζεται με την κυβερνοασφάλεια. Οταν βασικά συστήματα του αυτοκινήτου ελέγχονται ψηφιακά, υπάρχει πάντα ο κίνδυνος χακαρίσματος και παρεμβολής στον έλεγχό του. Σύμφωνα με δεδομένα της εταιρείας Upstream, τα τελευταία χρόνια σημειώνεται συνεχής αύξηση σε κυβερνοεπιθέσεις στον χώρο του αυτοκινήτου.
Περίπου το 35% αυτών αφορούν δεδομένα τηλεματικής και εφαρμογές του συστήματος πολυμέσων, ενώ 14% στοχεύουν στις ηλεκτρονικές μονάδες ελέγχου, δηλαδή αυτές που θα ελέγχουν και τα by-wire συστήματα.

Ο Pascal Ruch, επικεφαλής της Lexus Ευρώπης, διαβεβαιώνει: «Είμαστε εξαιρετικά ευαίσθητοι σε θέματα κυβερνοασφάλειας και προστασίας προσωπικών δεδομένων. Δεν θα υπάρξει ποτέ κανενός είδους συμβιβασμός. Θα εξασφαλίσουμε μηδενικό ρίσκο».




Η ίδια διαβεβαίωση για πολλαπλές δικλίδες ασφαλείας υπάρχει και για τη λειτουργική πτυχή των by-wire συστημάτων ώστε να μηδενιστεί κάθε πιθανότητα δυσλειτουργίας. Από εκεί και πέρα όλοι οι εμπλεκόμενοι γνωρίζουν πολύ καλά ότι η ευρεία διάδοση των by-wire συστημάτων σχετίζεται και με την αποδοχή του κοινού.

Ο Christoph Starzynski της Mercedes-Benz επισημαίνει: «Τα οφέλη της συγκεκριμένης τεχνολογίας είναι δεδομένα τόσο για εμάς όσο και για τους πελάτες μας. Ομως μόνο όταν ο πελάτης θα είναι πραγματικά έτοιμος για κάτι τέτοιο θα είναι η σωστή στιγμή για τη μαζική υιοθέτησή της».
Αντίστοιχα υπάρχουν και απόψεις που υποστηρίζουν ότι σημαντικό ρόλο παίζει ο χαρακτήρας και το ύφος κάθε κατασκευαστή. Για παράδειγμα, εντός του ομίλου της Toyota που έχει προχωρήσει στην εφαρμογή του steer-by-wire στο Lexus RZ υπάρχει και ο αντίλογος που έρχεται από την Toyota Gazoo Racing.

O Hiroyuki Yamada, ένας από τους υψηλόβαθμους τεχνικούς του τμήματος επιδόσεων της ιαπωνικής εταιρείας, τονίζει: «Προτεραιότητά μας στα σπορ αυτοκίνητα είναι να διατηρούμε τα βιωματικά ερεθίσματα της σύνδεσης και της επικοινωνίας ανθρώπου και αυτοκινήτου».