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36 - ELETTRONICA OGGI 491 - GENNAIO/FEBBRAIO 2021 ANALOG/MIXED SIGNAL AUTOMOTIVE Tendenze nella progettazione degli azionamenti per la sicurezza funzionale dei veicoli elettrici e autonomi Q uattro tendenze nel campo automobilistico, che vengono raggruppate sotto l’acronimo CASE (Connected, Autonomous, Shared, Electric) sono lo sviluppo più interessante nel campo automo- bilistico dall’uscita della prima Model-T dalla catena di montaggio oltre un secolo fa. Automobili più pulite, più sicure e più efficienti aiuteranno a ridurre l’inqui- namento nelle mostre città riducendo al tempo stesso la dipendenza dalle fonti energetiche non rinnovabili. Queste tendenze si intersecano in modo interessante con le architetture del gruppo propulsore (powertrain) e del telaio. Le tradizionali funzioni gestite dal condu- cente vengono sostituite da funzioni automatizzate che dispongono dell’intelligenza necessaria per garantire un funzionamento più sicuro ed efficiente. Questo ar- ticolo si concentra sull’impatto che hanno le tendenze CASE sui sistemi ad azionamento elettrico. “ By-wire ”: si apre una nuova era Tecnologie come steer-by-wire , brake-by-wire , shift- by-wire e i powertrain elettrificati presentano una se- rie di problematiche di notevole entità per i progettisti di questi sistemi. Il passaggio all’azionamento elettri- co delle funzioni dei veicoli significa intrinsecamente un minor numero di componenti meccanici con tutti i vantaggi che ciò comporta: riduzione del peso, elimi- nazione delle più comuni modalità di guasto di natu- ra meccanica, integrazione di funzionalità “intelligen- ti”. Ad esempio, un sistema steer-by-wire in grado di adeguare intelligentemente le risposte dello sterzo alle condizioni sia della strada sia meteorologiche contri- buisce a migliorare le caratteristiche dinamiche del veicolo e ne aumenta l’efficienza. Un altro esempio sono le tecnologie di cambio auto- matico e shift-by-wire , dove un azionamento elettrico gestisce la funzionalità di cambio in modo elettroni- co in corrispondenza ai punti di funzionamento più efficienti del motore. Questi sistemi comportano un vantaggio in termini di sicurezza impedendo ai veicoli inattivi o parcheggiati di spostarsi in avanti o indietro. La figura 1 mostra gli azionamenti in un sistema by- wire che comprende sterzo, cambio e freni. Sebbene i componenti hardware e software richiesti dai sistemi by-wire siano disponibili già da diversi anni, l’accoglienza da parte dei consumatori è stata abbastanza tiepida. Dai sistemi “fail-safe” ai sistemi “fail-operational” Poiché gli azionamenti stanno passando dall’impiego di energia meccanica a quello di energia elettrica, le I componenti analogici sviluppati per applicazioni di sicurezza funzionale permettono di creare sofisticati sistemi di azionamento elettrico per architetture di veicoli elettrificati, a controllo automatizzato ( (by-wire) e in grado di continuare a funzionare in caso di guasto (fail-operational) a cura di Texas Instruments