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Freni sterzanti: cosa succede se si rompe lo sterzo “by wire”

Lo sterzo by-wire è già realtà ma in emergenza le auto a guida autonoma potranno curvare anche solo con i freni, ecco come

24 settembre 2019 - 10:00

La grande maggioranza degli aeroplani ormai da tempo è pilotata in modo by-wire  e la cosa non preoccupa più di tanto. Ci aspettiamo quindi che i veicoli autonomi di Level 5 SAE, che non richiedono mai l’intervento umano, abbiano tutti comandi “a filo”. Queste auto-robot avranno quindi freni, acceleratore e sterzo by wire ma cosa succede se si rompe lo sterzo? Un veicolo autonomo “vero” deve gestire tutte le situazioni da solo, anche senza umani, e dev’essere quindi ridondante nei sistemi più critici. Ecco perché si stanno studiando freni sterzanti, in grado quindi di sostituirsi ad uno sterzo in avaria. Notiamo che un’auto-robot Level 5 potrebbe essere priva di volante e pedali (queste auto non arriveranno prestissimo) rendendo quindi impossibile un intervento umano in emergenza. Questa rivoluzione degli interni, che stravolge interfacce uomo-macchina più che centenarie, permette di ottimizzare gli spazi dell’abitacolo, prevedendo anche usi alternativi.

I SEGRETI DEI FRENI STERZANTI

La domanda che s’impone è questa: senza volante e pedali, riusciranno i freni sterzanti a far curvare il veicolo in emergenza? Sappiamo che lo sterzo by-wire è già nella produzione di serie: la Infiniti Q50 è stata la prima ad adottare un sistema simile. Questo sterzo by-wire ha comunque dato qualche problema, costringendo la Casa a richiamare 60 mila Q50 globalmente. La questione è quindi molto calda, anche perché i consumatori appaiono diffidenti e la ridondanza è costosa e pesante. Il sistema Infiniti, infatti, ha 3 centraline e un link meccanico che in emergenza collega il volante alla scatola dello sterzo. Volvo ha iniziato a condurre, alla fine del 2018, dei test sofisticati utilizzando la nuova tecnologia drive-by-wire Flex-0, proposta da AB Dynamics. Il sistema permette di pilotare i veicoli in prova direttamente via CAN-Bus, senza la necessità di attuatori esterni per sterzo, freni e acceleratore.

CURVARE CON I FRENI

Un sistema del genere permette di fare test molto precisi perché agendo direttamente a livello di segnale garantisce una grande ripetibilità delle procedure. Questo sistema è stato utile nella ricerca Steering redundancy for self-driving vehicles using differential braking, condotta da M. Jonasson e M. Thor di Volvo. Lo studio, condotto in collaborazione con il Royal Institute of Technology, spiega come far curvare un veicolo usando opportunamente i freni delle ruote interne. Nella definizione del modello della svolta con i freni si è trovato che le sospensioni potrebbero influenzare in modo significativo la traiettoria desiderata. L’analisi dei modelli e dei test su strada ha comunque dimostrato che la frenata differenziale potrebbe essere utilizzata dai veicoli autonomi per curvare in emergenza. Esistono ovviamente dei limiti fisici sull’entità della curvatura e dell’accelerazione laterale raggiungibile ma è dimostrato che il sistema può funzionare.

SCOMMETTO SUI FRENI

Il tutto presuppone che il sistema frenante funzioni, con una ridondanza che si sposta quindi dallo sterzo ai freni. Quale tolleranza al guasto sarebbe necessaria perché i freni sterzanti possano operare comunque efficacemente? Sembra che la risposta sia semplice: Bastien Russer di Chassis Brakes International ha detto che se l’auto ha 4 freni autonomi dispone di ridondanza nativa. Basterebbe infatti che funzionassero 3 pinze su 4 – ovviamente controllabili individualmente con un sistema by-wire – per fermare un veicolo e tenerlo sotto controllo. Si tratterebbe quindi di un sistema capace di controllare finemente ogni pinza, come quello adottato sulla Giulia Alfa Romeo o quello Brembo con pinze posteriori elettriche. Si tratta di un’estremizzazione del torque vectoring visto ad esempio sulla Acura NSX e sulla prima ibrida Ferrari, la SF90 Stradale.

L’EUROPA PRENDE ATTO

Il regolamento europeo ECE R79, relativo ai sistemi sterzanti, recepisce le nuove tecnologie e menziona, ad esempio, il lane keeping e simili. L’ultima versione dell’R79 considera la guida autonoma ma vieta che lo sterzo sia controllato dall’esterno della vettura. Però, considerando che è caduta l’obbligatorietà di un link fisico fra le ruote sterzanti e il volante (anche par la sicurezza passiva), possiamo dire che non sembra esserci un esplicito divieto ai freni sterzanti.

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