Pedeorelha | Como funciona a tecnologia Drive-by-wire

Vlad Krasen
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Galeria de imagens de carros-conceito O drive-by-wire é o caminho do futuro para os automóveis? Veja mais fotos de carros-conceito. AP Photo / Greg Baker

Então aí está você, acomodado em seu assento enquanto segura o joystick. Empurrar o controle para cima move o veículo para frente, enquanto empurrá-lo de um lado para o outro direciona o carro para a esquerda ou direita. Pronto para ir, você pressiona o acelerador para frente, ganhando velocidade. Seu carro acelera cada vez mais rápido - isto é, até você chegar ao semáforo mais próximo, onde você desacelera até parar.

O que é isso, algum tipo de videogame chato onde as regras são para seguir o limite de velocidade e as leis normais do dia a dia? Não. Na verdade, essa situação, em que o motorista usa um joystick ou controlador parecido com um videogame, pode em breve se tornar realidade nos carros que aparecem no showroom.

Uma tecnologia conhecida como drive-by-wire, também chamada de "x-by-wire" ou simplesmente "by-wire", pode mudar a maneira como as pessoas dirigem. Um carro com esse tipo de sistema dependeria principalmente de eletrônicos para controlar uma ampla gama de operações do veículo, incluindo aceleração, frenagem e, como mencionado em nosso exemplo anterior, direção. Os carros convencionais usam principalmente tecnologia hidráulica e mecânica para realizar essas mesmas operações básicas do veículo e, embora os sistemas sejam poderosos, eles podem ser excessivamente complexos, ineficientes e propícios ao desgaste ao longo dos anos.

Mas, ao longo dos anos, fabricantes e pesquisadores e inventores externos têm integrado computadores e eletrônicos em carros modernos. Se os motoristas pudessem simplesmente se acostumar com a ideia, os sistemas drive-by-wire têm o potencial de aumentar o conforto, a funcionalidade e a segurança durante a direção. Computadores e sensores analisariam comandos e instruiriam os veículos exatamente sobre o que fazer. E os sistemas by-wire também têm um ângulo ambiental, uma vez que a tecnologia pode melhorar a economia de combustível e reduzir ou melhorar as emissões do motor.

O termo também pode ser familiar para entusiastas da aviação, uma vez que os aviões usam sistemas chamados "fly-by-wire" desde os anos 1990. Essa tecnologia, assim como o drive-by-wire, usa fios elétricos para controlar as operações normais de um avião. Como funciona o drive-by-wire em um carro? Como os motoristas podem acelerar, desacelerar e dirigir apenas com uma rede de fios? É seguro ou há preocupações com os sistemas drive-by-wire?

Os sistemas drive-by-wire para acelerar, frear e dirigir têm o maior potencial para reduzir a articulação mecânica sob o capô. AP Photo / Keystone / Laurent Gillieron

Em um sistema hidráulico e mecânico típico, há um grande emaranhado de peças que controlam diferentes aspectos da operação do veículo. Conectados em todo o carro estão o servofreio, cilindro mestre, coluna de direção, eixo de direção, engrenagem de cremalheira e pinhão, linhas hidráulicas e vários cabos e links. Esses componentes trabalham juntos e independentemente para nos proporcionar uma experiência de direção suave. No entanto, eles também adicionam peso ao veículo e um potencial de degradação ao longo do tempo.

Em um sistema drive-by-wire, a maior parte ou tudo isso seria substituído por fios elétricos. Em qualquer tipo de sistema by-wire, os sensores gravam informações e passam os dados para um computador ou uma série de computadores, que transferem a energia elétrica em movimento mecânico. Existem vários tipos diferentes de sistemas drive-by-wire, e é por isso que às vezes é chamado geralmente de x-by-wire. Aqui estão alguns dos principais sistemas by-wire:

Throttle-by-wire -- Throttle-by-wire, ou accelerate-by-wire, foi o primeiro tipo de sistema drive-by-wire introduzido. Esses sistemas usam uma unidade de pedal e um sistema de gerenciamento do motor. O pedal usa sensores que medem quanto ou quão pouco o motorista move o acelerador, e os sensores enviam essa informação para o sistema de gerenciamento do motor. O sistema de gerenciamento do motor é um computador que, entre outras tarefas, determina a quantidade de combustível necessária e fornece essa entrada a um atuador - um dispositivo que converte energia em movimento mecânico. O pedal poderia ser o mesmo pedal que os motoristas se acostumaram a usar hoje, um bloco de fácil alcance colocado próximo ao pé que é pressionado para acelerar o carro. A mesma operação também poderia ser incorporada a um joystick ou controlador semelhante a um videogame, o que eliminaria completamente a necessidade de um pedal. Claro, isso exigiria que os motoristas usassem as mãos para acelerar, frear e dirigir.

Brake-by-wire -- Na verdade, existem dois tipos de sistemas de freio por fio. Hidráulico, ou "molhado", o Brake-by-wire usa peças hidráulicas adicionais para criar pressão nos freios. Freio por fio elétrico, ou "seco", por outro lado, simplesmente usa um motor elétrico e nenhum fluido de freio hidráulico.

Steer-by-wire -- Sensores detectam os movimentos do volante e enviam informações a um microprocessador. O computador então envia comandos para atuadores nos eixos, que giram de acordo com as instruções do motorista.

Isso tudo parece muito bom, certo? Bem, vá para a próxima página, onde discutiremos os benefícios e as desvantagens de um sistema drive-by-wire.

Embora o drive-by-wire ofereça muitos benefícios aos sistemas automotivos, as preocupações com a confiabilidade paralisaram sua aceitação total. AP Photo / Andree-Noelle Pot

Algumas pessoas estão entusiasmadas com a perspectiva de mais sistemas drive-by-wire nos carros. Ao substituir os sistemas convencionais de aceleração, os sistemas drive-by-wire podem reduzir significativamente o número de peças móveis em um veículo. Isso reduz o peso, aumenta a precisão operacional e estende o tempo entre as visitas de serviço para coisas como manutenção mecânica e outros ajustes. Alguns sistemas by-wire nem mesmo precisam de manutenção. Menos peso e melhor precisão equivalem a melhor eficiência de combustível e menos emissões também.

Parece ótimo, certo? Bem, embora seja bem estabelecido no setor de aviação, o drive-by-wire tem sido lento em sua introdução no carro. O problema para alguns fabricantes de automóveis é convencer os motoristas de que os sistemas são seguros. Por causa da complexidade dos sistemas drive-by-wire, algumas pessoas se preocupam com o potencial mau funcionamento eletrônico em sensores e computadores, levando a danos em veículos ou até mesmo acidentes de carro e ferimentos em passageiros.

Um argumento contra o drive-by-wire é que qualquer sistema que usa software tem a capacidade de falhar, independentemente de quantas vezes o software foi testado. Em um cenário de pior caso, por exemplo, os sensores em um sistema de Brake-by-wire podem cometer um erro no cálculo, fazendo com que a pinça de freio e pastilhas apliquem uma quantidade incorreta de pressão - muito leve ou muito forte - para o rotor. Sem saber de quaisquer problemas internos do sistema, o motorista que usa o sistema Brake-by-wire pode potencialmente sofrer um acidente, mesmo que ele ou ela pensasse que a quantidade correta de pressão estava sendo aplicada no pedal do freio.

Em qualquer caso, a maioria das pessoas se refere ao ditado de que qualquer software é tão bom quanto os programadores e fabricantes que o criaram e projetaram. Por causa da confiabilidade do fly-by-wire em aviões, é provável que a experiência e os testes de produtos possam trazer mais sistemas drive-by-wire com segurança aos carros comuns. Várias montadoras já estão usando (ou usaram) vários sistemas drive-by-wire em seus veículos, incluindo BMW, Mercedes-Benz, Land Rover, Toyota, GM, Volkswagen e Nissan.

Para obter mais informações sobre tecnologia de baterias, carros híbridos e outros tópicos relacionados, siga os links na próxima página.

Fontes

Burgin, Richard e Will Valdez. "Death-By-Wire". Instituto de Pesquisa Ética em Engenharia de Software. 2002. (15 de abril de 2009) http://seeri.etsu.edu/SECodeCases/ethicsC/DeathByWire.htm
Glossário CNET. "Drive-by-wire." (14 de abril de 2009) http://reviews.cnet.com/4520-6029_7-6211213-1.html
Acessórios automotivos Cobra. "Explicação do Drive-By-Wire." (13 de abril de 2009) http://www.cobracaralarms.com.au/cruise-controls/drive-by-wire
Dorissen, Hans Theo e Klaus Durkopp. "Mecatrônica e sistemas drive-by-wire avançados sensores de posição sem contato." Eletrônica automotiva. 16 de julho de 2002. (18 de abril de 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_userid=1& = 10 & md5 = 3d79669e89d15d969132f6508cb2c7b9
Eisenstein, Paul A. "GM Hy-Wire Drive-By-Wire Hybrid Fuel Cell Vehicle." Mecânica popular. Agosto de 2002. (15 de abril de 2009) http://www.popularmechanics.com/automotive/new_cars/1266806.html
Krebs, Michelle. "Seu carro, 2022." Ciência popular. 7 de abril de 2002. (15 de abril de 2009) http://www.popsci.com/cars/article/2002-04/your-car-2022
Quinion, Michael. "Drive-By-Wire". Palavras em todo o mundo. 6 de dezembro de 2003. (13 de abril de 2009) http://www.worldwidewords.org/turnsofphrase/tp-dri1.htm

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