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Notiziario Marketpress di
Martedì 16 Maggio 2006 |
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SPECIALE “QUEL CHE C’È DA SAPERE SUI VEICOLI INTELLIGENTI” PRIMA PARTE DRIVE-BY-WIRE, LA BASE DELL’INTELLIGENZA ALLA RICERCA DI SICUREZZA, ERGONOMIA, PRESTAZIONI, LE CASE AUTOMOBILISTICHE SI APPRESTANO A FAR SPARIRE I TRADIZIONALI COMANDI DI GUIDA DELLE AUTO.
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Parma, 16 maggio 2006 - Il 31 agosto del 1958 l’automobile del futuro prendeva il volo. Letteralmente. In quella serena giornata di fine estate nello Stato di New York compiva il primo decollo il prototipo del North American A3j-1 vedi figura 1), un aereo d’attacco della Marina americana che, oltre ad essere uno dei velivoli più eleganti mai costruiti, detiene anche la palma di essere stato il primo aeromobile di produzione in cui i tradizionali controlli idraulici erano sostituiti da comandi di tipo elettrico. Nasceva il fly-by-wire. A quasi mezzo secolo di distanza, oggi tutti gli aerei militari e civili sopra una certa dimensione usano controlli fly-by-wire, che sono diventati talmente affidabili da consentire di rinunciare al sistema idraulico che veniva conservato come back-up. Ma in questi cinquant’anni è successo qualcosa di ancora più interessante: il concetto della sostituzione dei comandi meccanici con collegamenti e attuatori elettrici ha trovato applicazione in un mezzo di trasporto ben più diffuso dell’aereo, l’automobile. Nasce il drive-by-wire. Perchè? Why? Warum? Negli aerei l’introduzione del fly-by-wire è stato dovuto a diversi motivi: riduzione della fatica del pilota a fronte dell’aumento delle prestazioni dei mezzi; ricerca di possibilità di manovra impossibili in altro modo; automazione del pilotaggio in situazioni estreme (volo a bassissima quota, atterraggio in assenza di visibilità e condizioni meteo avverse), quindi miglioramento della sicurezza; realizzazione di un sistema integrato, per esempio di combattimento. Nelle automobili e nei veicoli su gomma in genere, la riduzione della fatica è stato il primo “driver” dell’inserimento di qualche tipo di “ausilio” tra i comandi a disposizione del guidatore, o alcuni di essi (volante, freno, frizione) e sottosistema (sterzo, freni, cambio). Nella maggior parte delle auto e dei veicoli industriali questi sono assistiti in modo idraulico, anche se l’input e l’energia iniziale di attivazione viene sempre fornita in modo meccanico dal guidatore (sono degli amplificatori). Per questi comandi il passaggio al drive-by-wire significa l’eliminazione di ogni contatto diretto (meccanico o idraulico) tra guidatore e attuatore. Il guidatore continua a fornire l’input, ma la forza di attuazione viene da un motore elettrico. Lo stesso avviene per il cambio di marcia elettronico, in cui è un motore elettrico che attiva la frizione e cambia rapporto, il guidatore si limita a fornire l’input con un comando che può anche essere un pulsante. In questo caso il “driver” tecnologico è stata la ricerca di possibilità di manovra altrimenti impossibili, per esempio cambi di marcia ad alta velocità. L’automazione di certe fasi di guida è infine stato il driver primario dell’inserimento di attuatori non meccanici tra comando dell’acceleratore e motore: il cosiddetto “cruise control”, ossia il mantenimento di una velocità stabilita indipendentemente dalle condizioni della strada (salite, discese, vento contrario o a favore), oppure l’ottimizzazione del funzionamento del motore, per esempio in accelerazione. Il prossimo passo, che sta avvenendo in diverse forme e da parte di differenti aziende, è l’inserimento di attuatori elettrici in tutti i comandi di guida ma soprattutto l’instradamento di tutti i segnali di input attraverso un computer e la possibilità da parte di questo di generare propri input indipendentemente da (e anche opposti a) quelli forniti dal guidatore. E’ questa la base dell’intelligenza di un veicolo. Quest’ultima possibilità, che a prima vista è inquietante, in realtà costituisce il “driver” più forte che sta spingendo le case automobilistiche ma anche le autorità preposte alla sicurezza stradale a realizzare il drive-by-wire. Da una serie di studi emerge che il 97-98 per cento degli incidenti stradali derivano da un qualche errore del guidatore, e che il 40 per cento di questi potrebbero essere evitati se il guidatore fosse avvisato in tempo dell’errore e il rimanente potrebbe essere eliminato o ridotto nei danni se l’input del guidatore fosse sovrastato all’ultimo momento da un altro input più adatto alla situazione. Di fronte alla possibilità di ridurre del 50 per cento o più gli incidenti, si capisce che gli investimenti sul drive-by-wire fluiscano copiosi. Da dove il computer di guida derivi i dati per effettuare i propri input autonomi è un argomento su cui torneremo nelle prossime puntate di questo speciale. Qui continuiamo invece esaminando gli effetti che l’adozione del drive-by-wire avrà sul modo di guidare di tutti i giorni. Si guida con un dito Visto che tra comandi di guida e attuatori non deve più esistere un collegamento diretto, idraulico o meccanico, l’attuale disposizione di volante, leva del cambio, pedali non ha più una necessità “fisica” ma può essere ripensata in vista di altre considerazioni, come l’ergonomia e l’abitabilità. Stilisti, centri di ricerca e Case automobilistiche stanno sperimentando diverse soluzioni. Nei prototipi Filo e Novanta di Bertone, per esempio, tutti i comandi sono unificati in un volantino (compresi freno e acceleratore) disposto centralmente (vedi figura 2). Nel concept Mercedes F200 invece i comandi sono in una leva laterale (dove normalmente si trova la leva del cambio) a forcella di ispirazione aeronautica (figura 3). Nel prototipo Hi-wire di General Motors (figura 4), addirittura il volantino di comando è mobile e può essere spostato lateralmente, trasformando così il posto passeggero in posto guidatore e viceversa. Alcuni concetti sono anche più estremi. Nulla impedisce per esempio che il blocco comandi comunichi con la vettura con una connessione wireless. A questo punto potrebbe anche funzionare da telecomando esternamente al veicolo (per esempio per parcheggi particolarmente “stretti”), senza contare che potrebbe essere un’ottima soluzione di antifurto in stile frontalino estraibile…. Queste innovazioni nei comandi di guida avranno successo? Non dimentichiamo che l’attuale sistemazione di volante, leve e pedali (a parte la breve parentesi del cambio al volante e l’ancora poco diffuso cambio elettronico) è cristallizzata dall’inizio del ‘900. Forse i concetti più estremi non saranno messi in pratica e il drive-by-wire si accompagnerà a una disposizione fintamente tradizionale (a parte il cambio al volante, che ha vantaggi indubbi di ergonomia e abitabilità). Certamente, l’utilizzo esteso di motori elettrici nelle auto a venire aggraverà la già precaria situazione di un sottosistema di bordo che siamo abituati a dare per scontato (eccetto quando si guasta), quello di alimentazione distribuzione elettrica. Nel corso degli ultimi vent’anni il consumo elettrico dell’automobile è raddoppiato ed oggi si aggira sui 4 Kwatt. L’impianto elettrico delle auto è oggi, e dagli anni ‘50, standardizzato su una tensione di 14 volt in corrente continua, ma siamo molto vicini al limite di capacità. Entro il 2015 il fabbisogno elettrico si prevede raddoppierà ancora e a fronte del numero di sistemi, apparecchiature e sottosistemi ad alimentazione elettrica presenti in un’auto, che rendono modifiche allo standard alquanto lunghe e complesse, i costruttori hanno iniziato a pensare per tempo a un aggiornamento. Il nuovo sistema, noto come 42V, funziona appunto in corrente continua a 42 volt e consente di reggere tutti i carichi prevedibili per molti anni. Pochi lo sanno, ma molte automobili in circolazione hanno già un doppio circuito elettrico, uno a 14 e l’altro a 42 volt, che alimenta apparecchiature diverse. L’arrivo del drive- by-wire comporterà l’accelerazione della transizione. Gli elettrauti sono avvertiti. Tutti questi argomenti, e altri ancora, verranno affrontati nel corso del prossimo convegno-expo “Il Veicolo Intelligente”, il primo del genere in Italia e tra i pochissimi a livello mondiale fuori dall’ambito strettamente accademico. “Il Veicolo Intelligente” si svolgerà nella giornata del 30 maggio prossimo nel Centro Congressi della Camera di Commercio di Parma e offrirà un’agenda ricca di contributi di istituzioni accademiche, centri di ricerca e aziende italiane ed internazionali, e un momento di dimostrazione delle soluzioni in un’area dedicata ai “punti d’incontro” con le aziende, le associazioni, i centri ricerca e i media. “Il Veicolo Intelligente” è il momento forte delle Giornate della Meccatronica, una due giorni (30-31 maggio 2006) dedicata alle tecnologie e alle soluzioni di convergenza tra la meccanica e l’elettronica organizzata dalla Camera di Commercio di Parma in collaborazione con l’omologa “Camera valdostana delle imprese e delle professioni” e con il Centro Sviluppo di Aosta. L’evento viene coordinato in qualità di segreteria organizzativa alla società Updating di Milano, che offre servizi per la comunicazione e la cultura ad aziende ed enti pubblici. Www. Veicolointelligente. It . |
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