La tecnologia by-wire con funzioni sofisticate garanti di sicurezza, di cui è equippaggiata la FILO, è destinata a diventare un aptional indispensabile.
Nel 2001 al Salone Mondiale dell’Auto di Ginevra, è stata presentata la FILO, primo prototipo al mondo con tutti i comandi veicolo governati da tecnologia by-wire. Questo prototipo è stato apprezzato per benefici evidenti in termini di ottimizzazione degli spazi all’interno dell’abitacolo, ergonomia e facilità di guida.

Al giorno d’oggi la maggior parte delle vetture nuove vendute presenta sistemi di servo assistenza di sterzo di vario tipo. Si può dire che seppure non sia obbligatorio per legge come l’ABS, quasi nessuno è disposto a farne a meno.

La servo assistenza può essere divisa in due grandi famiglie: idraulica ed elettrica che a loro volta possono essere ulteriormente suddivise in diverse categorie a seconda delle specifiche caratteristiche implementative. 
Un caso a sé è il sistema ZF denominato “Active Steering” installato a richiesta su BMW serie 5, in cui al sistema di servo assistenza idraulica è affiancato un sistema elettromeccanico (basato sul principio del differenziale automobilistico), grazie al quale è possibile:

• variare il rapporto di sterzo in funzione della velocità veicolo
• estendere le funzioni ESP / VDC per incrementare la sicurezza e la stabilità del veicolo in condizioni critiche I sistemi di controllo della dinamica del veicolo (ESP e VDC) oggi in produzione (ad eccezione del sistema Active Steering) agiscono sui freni, ma risulterebbero decisamente più efficaci se agissero direttamente sugli organi di sterzo senza dissipare l’energia cinetica del veicolo.

I dispositivi ESP e VDC (Electronic Stability Program / Vehicle Dynamic Control) controllano la dinamica del veicolo (evitando sbandate e testacoda) agendo principalmente sui freni e sulla centralina di controllo motore. Sebbene l’azione di questi dispositivi sia ancora meno percepibile dal guidatore medio ed il loro intervento sia occasionale, l’aspettativa di sicurezza è così aumentata da farli diventare optional molto richiesti.
L’unico dispositivo attualmente in produzione in grado di controllare la dinamica veicolo agendo anche sugli organi di sterzo ha lo svantaggio di essere molto complesso e costoso in quanto usa sia un sistema idraulico che un sistema elettromeccanico.

In prospettiva futura, la soluzione ai problemi di servo assistenza, di controllo attivo della dinamica veicolo nonché di miglioramento delle caratteristiche di comfort e handling, sarà realizzata tramite l’uso di sistemi “Steer-by-Wire”.

Tali sistemi sono caratterizzati dall’assenza del collegamento meccanico diretto tra volante e ruote sterzanti. L’eliminazione di questo vincolo meccanico permette di implementare le strategie più efficaci per aumentare la sicurezza, il comfort e l’ergonomia di guida. Ad esempio si potranno fare tutte le manovre senza mai staccare le mani dal volante.

La tecnologia “by wire” ed in particolare lo SbW permetterà in prospettiva di integrare funzioni ancora più sofisticate (quali ad esempio l’automatic parking o il pilota automatico) e quindi di avere un controllo coordinato delle funzioni principali del veicolo.

Dal punto di vista sia dell’utilizzatore che del costruttore di veicoli la tecnologia SbW presenta anche una serie di ulteriori vantaggi non indifferenti: maggiore sicurezza in caso incidente per assenza della colonna sterzo, standardizzazione dei componenti per le versioni guida destra e guida sinistra, eliminazione del vincolo presente tra colonna sterzo e abitacolo, vantaggi ergonomici.

L’ennesimo beneficio consiste nella facilità con cui è possibile ottenere, un elevato livello di standardizzazione dei componenti unitamente alla elevata personalizzazione del veicolo. Grazie al software è possibile mantenere e persino accentuare la caratterizzazione del “brand” che i diversi costruttori desiderano ottenere nelle proprie vetture.

Di fondamentale importanza per raggiungere questi obiettivi risulta essere la disponibilità di attuatori elettromeccanici caratterizzati da un’affidabilità estremamente elevata.

Il sistema SbW si compone di due attuatori: una unità di feed­back collegata al volante (per restituire al pilota la sensazione di aderenza tra pneumatico e fondo stradale) e un attuatore di sterzo che agisce sulle ruote anteriori. Cuore di questa seconda attuazione è una vite a ricircolo di sfere (SKF – Transroll), azionata da una coppia di motori elettrici e da una terna di sensori, il tutto controllato dal software che gira in due centraline elettroniche.

Tramite il software, è possibile ottimizzare le prestazioni di sterzo e di dinamica veicolo agendo su tutte quelle funzioni che oggi, con i dispositivi meccanici disponibili, non sono regolabili.
Il vincolo principale all’entrata in produzione di questi sistemi (a parte quello legislativo che dovrebbe essere in via di soluzione) risiede nella disponibilità di sistemi elettrici ed elettronici (es. bus di comunicazione Time Triggered) attualmente in fase di sperimentazione avanzata ma non ancora disponibile in larga scala e a prezzi automotive.

Ad esempio per veicoli di alta gamma, dove il raggiungimento delle prestazioni richieste prevede l’impiego di correnti elevate, si rende necessaria l’adozione di sistemi a 42V, al momento non ancora presenti sul mercato.

La SKF con la sua Business Unit Drive-By-Wire ha realizzato più di 30 prototipi di attuatori utilizzando diversi tipi di architettura: attuatore con asse motori elettrici perpendicolare all’asse della vite a ricircolo di sfere; attuatore con asse motori elettrici concentrico all’asse della vite a ricircolo di sfere. Con queste unità è stata equipaggiata una decina di veicoli funzionanti riscuotendo apprezzamento e consenso unanime presso i diversi costruttori di autoveicoli a cui questa tecnologia è stata presentata.

I risultati finora ottenuti e il know-how acquisito dalla SKF in questo nuovo settore, rappresentano un bagaglio importante che supporterà le sfide future per l’ingresso di questa tecnologia nel mercato dell’auto.

ROBERTO GALANTE, FORTUNATO PEPE
SKF, Automotive Division
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