Sì… Viaggiare.
Quanta tecnologia c’è a bordo delle attuali autovetture?
E’ poi così orientata anche verso i guidatori più maturi?
Battisti un tempo avrebbe detto:”Sì, viaggiare… evitando le buche più dure… gentilmente senza fumo… rallentando per poi accelerare.”
Ma, forse non pensava che queste cose, l’auto, le avrebbe fatta da sola.
Senza arrivare alla Google Car Waymo[1] oppure alla Tesla Self Driving Car [2] che non sono più solo delle Concept Car (auto prototipo non in produzione), c’è già molto nelle attuali auto di serie. Certo, non tutte saranno alla portate di tasche normali; si arriva sopra i centomila euro per le Tesla un po’ più carrozzate.
Saranno tutte elettriche le auto del futuro, remoto o anche prossimo?
Attualmente l’autonomia massima per un’auto completamente elettrica è di poco oltre i 600 Km, e potrebbe non essere più un problema per la maggior parte dei viaggi; e per i tempi di ricarica? Su questi però, ci si dovrà lavorare ancora e pianificare qualche lunga sosta in caso di viaggi molto lunghi. Avevo visto tempo fa, una App per smartphone che faceva questo, pianificava accuratamente lunghi viaggi, con le dovute soste, oltre a, volendo, ottimizzare anche i consumi per gestire la batteria al massimo, in funzione della distanza e dell’orografia del territorio. Faceva questo, segnalando come agire sul pedale di accelerazione dell’auto a mano (o per meglio col piede); l’ideatore, stava facendo accordi per agire direttamente, in automatico, con l’unità di controllo di vari modelli di auto già in commercio. Certo, vi immaginate di incontrare auto lentissime, che, per non superare i consumi in salita, rallentano in funzione di quante pendenze ci sono lungo il percorso, e che poi magari si lanciano in discesa? Conosco almeno un folle (io) che a volte lo fa, anche per distrarsi un po’ alla guida in caso di lunghi viaggi, con l’ibrida, gioca a sfruttare al massimo la caratteristica principe di queste macchine, la possibilità di recuperare l’energia in tutti i casi in cui non è il motore (termico, a benzina, o elettrico) a spingere le ruote, ma il contrario.
Questa cosa, mi ha sempre affascinato: primo, non consumare in caso di non utilizzo, il termico deve girare sempre, mentre l’elettrico se è fermo non consuma. Poi, tutta quell’energia sprecata durante una salita, che per legge fisica viene “accumulata” come energia potenziale gravitazionale, che insieme all’energia cinetica, sono restituite in caso di discesa o frenata.
L’ibrido è il compromesso di transizione, tra le termiche e le elettriche totali. A quanto ne so, solo un casa automobilistica ha un vero ibrido, per come lo intendo io. La quasi totalità delle case, chiama ibridi, le macchine che sfruttano la trazione da più tipologie di motore, tra endotermico (e a volte si intendono per ibride anche quelle che hanno diversi tipi di carburante, benzina – gas) e elettrico, ma che vedono motori sempre in coppia tra loro (sono cioè entrambi sempre partecipi nella trazione, e quindi anche quando il motore è fermo). Il vero ibrido è quello che, a seconda delle condizioni, aggiungendo o togliendo la spinta, con un complesso sistema di ingranaggi, inserisce uno o l’altro tipo di motore. La limitazione di questi ultimi, è costituita dal parco batterie limitato, infatti io lo chiamo KERS [5], come quello che si usava nelle Formula 1, che non consente autonomie lunghe, ma carica e scarica, in tempi brevi. C’è anche uno step intermedio, le ibride PlugIn, che hanno un parco batterie maggiorato, che nelle soste può contribuire alla ricarica tramite colonnina e consentire lunghi percorsi interamente a trazione elettrica. Quello che fanno queste auto, è dare quella maggiore tranquillità a chi cammina, per non sentirsi vincolato a soste per la ricarica che potrebbero essere anche molto lunghe.
Il problema delle auto full electric, saranno le infrastrutture, e comincerei anche a pensare alle “dorsali” elettriche, perché quando il parco di auto elettriche comincerà a essere rilevante, ci sarà una richiesta massiva di energia, e anche in tempi molto brevi. Il grosso problema, attualmente, è proprio nei tempi di ricarica, per le tecnologie, ma, soprattutto, per la quantità di energia che deve essere fornita in tempi brevissimi.
Se si parla di impianti domestici, per una ricarica, si passa dal minimo delle tre ore e mezza (ma con un impianto in grado di erogare 6,6kWh), dalle 7, fino alle 17 ore (con impianti normali). Per arrivare a tempi umani, dai 30 ai 10 minuti (una sosta un po’ prolungata, ma che potrebbe coincidere con il pranzo, nel caso di un lungo viaggio), ci vogliono dai 120 ai 350kW! [3] Che, se si parla di un distributore, o come sarà più probabile, Centro Commerciale o altro, per avere una decina di paline, per carica in contemporanea di una decina di vetture (non entriamo nel merito di flotte di TIR elettrici), dovrà essere in grado di fornire 3 megaWatt e mezzo! Si spera, per non incombere nelle problematiche delle dorsali a cui accennavo, che il centro o il distributore, abbiano una discreta superficie per i pannelli fotovoltaici, o si attrezzino, con un propria pala eolica di adeguate dimensioni…
Lasciamoci andare per un momento con la fantasia… si può arrivare alla totale guida autonoma strutturata a livello di città, come nel film “Minority Report” (Rapporto di Minoranza, film di fantascienza con Tom Cruise come protagonista) o in molti altri film dove le auto sono capaci addirittura di staccarsi da terra.
Per quando accadrà? Le previsioni, rimanendo nel mondo dei movie, vedevano: “Il Quinto Elemento” per il 2259. “Blade Runner” per il 2019. “Ritorno al Futuro II” per il 2015… Repubblica, e non in un film, ma la testata giornalistica, diceva che avrebbero dovuto esserci entro il 2017! [4]
La tecnologia a bordo delle auto ha fatto, comunque, e sta facendo sempre di più esponenzialmente, già breccia nelle auto comuni. Tanto da garantire un mercato dell’elettronica per automotive in fortissima espansione, soprattutto in paesi come la Germania, molto meno in Italia. Fino a qualche anno fa, l’elettronica nelle auto, diciamocelo, era abbastanza ridicola, comparata alle potenzialità del resto del mercato tecnologico a parità di anno. Ma, un po’ per la sicurezza, un po’ per i costi, un po’ per normale reticenza del mercato, le tecnologia nelle vetture era scarsina. Fortunatamente, o meno a seconda del punto di vista, questa tendenza si è nettamente invertita. Si veda Nota di Colore, in fondo all’articolo.
E così a bordo delle auto di oggi, in molti non trovano più tanto strano:
usare il Parcheggio Assistito (funzione che consente all’auto di parcheggiare in modo automatico, senza l’ausilio, o con un minimo intervento); funzione presente in modo abbastanza diffuso in auto non necessariamente di fascia alta; e questo è particolarmente apprezzato da una categoria di guidatori, che, o non è mai stato un mago nell’eseguire tale operazione, o, che per avanzare dell’età, la trova sempre più difficoltosa;
avere il Cruise Control, ma, non come i primi, praticamente quasi completamente automatico. Mantiene la velocità impostata costante, e rallenta o frena quando la macchina che precede varia la propria velocità (usando non solo un piccolo radar, ma anche la telecamera frontale, costatato personalmente perché in alcuni casi quando la macchina davanti ha frenato, sono bastati semplicemente gli stop a far intervenire la frenata);
c’è addirittura il controllo automatico dei Fari Abbaglianti, e anche qui fatto evidentemente dalla telecamera, perché non solo passa agli anabbaglianti, quando “vede” i fari di una macchina che cammina in senso opposto, ma anche quando ci solo le luci di posizione di una macchina che la precede;
e la lista potrebbe allungarsi ancora, come vedremo in seguito.
Certo, buona parte del lavoro che dovranno fare i costruttori, e ancor più i venditori, è quello di convincere le persone a usare auto elettriche e più o meno autonome! Il mercato, e con esso le strategie di marketing, stanno passando dalla “moda del momento” a un qualcosa di più strutturato. Dovranno convincere di più:
I giovani, per mancanza di denaro o comunque predisposizione a usare i mezzi pubblici (sulla base di statistiche lette, ma che non posso riportare come fonti attendibili, probabilmente non studiate sulla città di Roma, dove sarei più propenso a dire che usino il motorino o la minicar)
e i più maturi, forse per sfiducia.
Quanti guidatori di lunga data, ancora oggi preferiscono il cambio manuale a quello automatico? E magari appellano le macchine elettriche, pure troppo silenziose, con epiteti dell’altro secolo, preferendo una macchina da vero macho che romba, e inquina come un trattore.
Probabilmente la maggior parte dei guidatori più maturi (nella fascia di età 50-70) sono pronti a fare da test driver delle auto a guida autonoma, ma non tanti sarebbero disposti ad acquistarne una, anche se fosse allo stesso prezzo di un’auto comune (cosa che non sarà vera a lungo), preferendo rimanere fedeli al veicolo classico.
Io stesso, pur apprezzando la tecnologia e quanto c’è di nuovo in giro, credo che ancora non avrei una totale fiducia nel mezzo! Sono salito a bordo di diversi treni senza guidatore (a Fiumicino un piccolo esempio, e a Dubai l’intera rete metropolitana), e in quei casi, come tutti gli altri intorno a me, non ho messo molto in discussione il sistema. Ma pensare a delle auto senza percorsi predefiniti per il caos cittadino (mi vengono in mente, così su due piedi: Roma, Napoli, Palermo), bah! Probabilmente si passerà prima per autostrade ben attrezzate…
Il Navigatore e il Computer di Bordo, oramai non fanno neanche più storia, perché presenti da tempo nelle auto. E anche perché, sono oggi spesso sostituiti da smartphone (che “dialogano” con il computer), che lo rimpiazzano perché molto più aggiornati nelle mappe e con la funzione “Traffico” inclusa. In molti navigatori di bordo, infatti, non sempre è facile trovare un efficiente sistema che consideri anche il traffico, o almeno non così efficacemente come Google Navigator è in grado di fare. Con tutti i limiti dovuti a tutto ciò che rientra nel mondo delle previsioni. Pertanto, conoscere solamente il percorso più breve, va bene per percorsi normali fuori città, ma, specie in realtà come quelle di Roma, non serve quasi più se non hai anche, in tempo reale, la situazione del traffico. Un tragitto anche considerevolmente più lungo diventa praticabile se l’alternativa significa passare ore in coda.
Lo Stereo è menzionabile solo se associato al BlueTooth (tecnologia senza fili per la connessione con il proprio smartphone) o comunque alla presa USB (connettore per la connessione diretta di dispositivi, a volte utilizzato per la ricarica del cellulare stesso, o per la trasmissione dei dati (o della musica, digitalizzata)).
Accade quindi che siano stati considerati come elementi chiave, a mio avviso in modo assolutamente deviante e ancora misterioso, più importanti, almeno nella strategia di marketing, di altri optional talmente fondamentali che dovrebbero essere di serie o obbligatori per legge, anche sulle auto economiche. Tra questi, a esempio l’ABS, l’ESP o altri, per il controllo del bloccaggio delle ruote, per il controllo della stabilità o della trazione [6].
I Controlli in una macchina di fascia alta, abbastanza recente, vanno dal livello di consumo delle pasticche dei freni, al livello di gonfiaggio degli pneumatici, al controllo dell’illuminazione, dello sterzo, dell’acceleratore, della temperatura interna, dei liquidi e così via…. per questo si contano, a partire dall’Unità di Controllo (ECU, Electronic Control Unit), 60-65 Microcontrollori all’interno di queste auto (ed è per questo che grossi costruttori di MicroControllori, come MicroChip o STMicroelectronics, sono in continua crescita come fatturato).
I parametri di bordo, hanno differenti caratteristiche, come a esempio la temperatura o il controllo delle porte, rispetto agli altri relativi al motore (entrando nel tecnico/meccanico: come il numero dei giri, la velocità, l’ossigeno presente nella miscela nelle camere di combustione, la posizione della farfalla, la temperatura della marmitta catalitica, la temperatura dei gas esausti e così via).
La loro trasmissione è affidata a un canale di comunicazione detto Bus, nello specifico CAN-BUS, che deve essere ultra-sicuro e affidabile. Su tale canale si basa il sistema di Diagnostica di Bordo o OBD OnBoard Diagnostic con tutte le sue versioni [7]. Tale sistema non deve fermarsi mai e per questo i componenti principali sono duplicati (o come si dice ridondati) anche più volte, e devono essere schermati per non essere influenzati da disturbi esterni (come la Compatibilità Elettromagnetica, Electromagnetic Compatibility (EMC)) per far sì che interferenze esterne (come quello di una stazione di trasmissione dei cellulari, o ripetitori) non creino problemi ai circuiti interni (come è accaduto alle prime centraline elettroniche).
Siamo solo all’inizio. Prima di arrivare alle auto con guida autonoma, si passa per tutta una serie di servizi che si otterranno facendo comunicare le auto tra loro o con stazioni a terra (inteso anche come un semplice semaforo) con quello che viene chiamato V2X (Vehicle to Everything, dal veicolo a qualsiasi altra cosa [8]) sfruttando il 5G, ovvero la Quinta Generazione, che è l’evoluzione dell’attuale tecnologia usata dai cellulari, 4G. E non entriamo nella diatriba del secolo!
Per ulteriori dettagli, si veda di seguito,Tecnologia automobilistica allo Stato dell’Arte.
Tutto questo però non è ancora così tanto facile, user-friendly, figuriamoci age-friendly. La semplicità (o il modo amichevole, friendly) con cui lo strumento è in grado di interfacciarsi con un utente (user) con l’avanzare dell’età (age).
Sicuramente non è più fantascienza il poter dare comandi al navigatore o comunque al computer di bordo, utilizzando la voce… Tra tutte, sicuramente l’interfaccia che più si avvicina, la più “umana” (e forse la più ergonomica, si veda l’articolo [9]). C’è del lavoro da fare, ma il navigatore di bordo della mia auto, a parte alcune volte che proprio non ne vuole sapere, rende il tutto abbastanza semplice. Sicuramente non altrettanto immediato è l’inserire da tastiera l’indirizzo di destinazione, impossibile guidando.
La tecnologia dovrebbe aiutare chi, con l’avanzare dell’età, diventa sempre più distratto e con i riflessi sempre meno pronti.
Quello che è ancora un grande deterrente per le auto elettriche, e lo sarà per un prossimo futuro, per le auto a guida autonoma, sicuramente è ancora il Prezzo!
Tornando quindi alle statistiche, anche se la popolazione dei senior, non è di base predisposta all’acquisto di auto automatiche, dovrebbe comunque essere più sensibile alle dotazioni che in qualche modo possono sopperire a stili di guida non proprio da Formula Uno
Nota di Colore
Certo, i miei zii, rinomati e preparati elettrauto della loro zona, non erano stati così contenti di tutta questa trasformazione. Nelle auto di un tempo, e prima ancora nei fuori bordo delle barche, avevano il pieno controllo della situazione dell’impianto elettrico. Poi col tempo, hanno dovuto sempre di più, e più rapidamente, aggiornare le loro conoscenze relativamente alle ultime centraline, o ai sistemi di diagnosi automatica. Poi queste centraline da multi marca, sono diventate sempre più specializzate e così, se vuoi continuare a esser all’altezza del servizio, devi quasi prendere una sola casa automobilistica e affidarti ai suoi sistemi. Tanto che loro tornarono, vista l’età raggiunta, ai motori fuori bordo, che consentono ancora un certo grado di controllo.
Microcontrollori
Il MicroControllore è come il MicroProcessore (la componente principale di calcolo a bordo dei normali computer da tavolo o portatili), con incluse direttamente le periferiche per il controllo del mondo esterno (quindi ingressi per trattare segnali digitali o analogici in arrivo da sensori di vario tipo, e uscite per attuare dispositivi esterni, dalle semplici luci fino al sistema frenante).
OBD OnBoard Diagnostic
I centri di manutenzione che con il loro di sistema di controllo sono in grado di “leggere” lo stato della macchina, attuale e passato, colloquiando letteralmente con il sistema di diagnostica è quindi possibile conoscere tutti i parametri citati in precedenza. Ma, poter accedere a questo Bus interno all’automobile, non è più riservato ai soli esperti, acquistando un semplice adattatore Bluetooth (che va da dai circa 5€, a parte le tasse per l’arrivo dalla Cina [10], passando per soluzioni intermedie [11], fino ai sistemi più evoluti e costosi [12] da centinaia di euro; da prediligere ovviamente quelli certificati).
E’ possibile, anche con poco quindi, improvvisarsi tecnici Ferrari e rendere il proprio smartphone un vero e proprio centro di diagnostica.
Scaricando una App gratuita (come Torque [13]) si possono “leggere” gli stessi parametri che vede il centro di diagnosi più esperto. Non è possibile però inviare i codici di controllo per la modifica dei parametri dell’auto, e quindi si può intervenire senza creare nessun problema al sistema interno della vettura. Lo strato di comunicazione è comune e reso standard da circa il 2001. Da allora è possibile trovare il connettore nell’interno dell’abitacolo di tutte le vetture, e la comunicazione è standard, quindi sono anche i messaggi dei parametri comuni a tutti i modelli di autovetture. Ma oltre a questi “viaggiano” a bordo del Bus, anche messaggi proprietari, specifici per ogni casa automobilistica, e quindi questi restano “visibili” ai soli sistemi specifici di ogni officina.
Tecnologia automobilistica allo Stato dell’Arte
Vediamo cosa c’è già a bordo di auto più evolute. A seconda dei costruttori, Audi, BMW, JEEP, Toyota o altri, i sistemi si chiamano con nomi differenti, ma il principio è simile. Montano a bordo radar, laser o particolari telecamere, e sono in grado di monitorare tutto lo spazio che precede il veicolo a un distanza sufficiente per attivare i sistemi che vedremo in seguito, anche a velocità elevata.
Sempre più comode e sicure. Stiamo parlando del top di gamma della Mercedes, e non solo, che dispongono di una varietà di sistemi di assistenza alla guida innovativi, che le rendono ancora più confortevoli e sicure. C’è il riconoscimento dei cartelli stradali che combinato con il sistema di navigazione limita automaticamente la velocità del veicolo in funzione dei limiti stradali. C’è il sistema di riconoscimento delle linee di mezzeria per il cambio automatico di corsia solo se non sono presenti altri veicoli. I dispositivi comprendono anche, a esempio, il sistema frenante con riconoscimento dei pedoni, il sistema di assistenza allo sterzo, il sistema di assistenza agli incroci, il sistema antisbandamento attivo, il sistema di assistenza abbaglianti adattivi e il sistema di visione notturna. C’è l’avvertimento di distanza e collisione in abbinamento alla frenata adattiva, che assicura protezione da possibili collisioni già a partire da velocità superiori a 7 km/h. In caso di rischio persistente di collisione e in assenza di reazione da parte del guidatore, il sistema è in grado di eseguire anche una frenata autonoma fino a una velocità superiore ai 100 km/h, riducendo in tal modo la gravità dell’impatto contro veicoli più lenti o che stanno rallentando. Fino a una velocità di circa 50 km/h il sistema frena anche in presenza di veicoli fermi e può evitare i tamponamenti fino a circa 40 km/h.
Il sistema di protezione preventiva degli occupanti è in grado di riconoscere il rischio di un tamponamento e avvisare i veicoli che seguono, aumentando la frequenza di lampeggio delle luci di emergenza posteriori. In caso di rischio persistente di collisione, il sistema è in grado di bloccare la vettura ferma prima che si verifichi un tamponamento e attivare i pretensionatori delle cinture di sicurezza, immediatamente prima dell’impatto. In tal modo, la spinta in avanti provocata dall’urto risulta meno intensa e i passeggeri sono indotti ad assumere una posizione che riduce al minimo il rischio del cosiddetto “colpo di frusta”. Se viene rilevato il rischio di un ribaltamento, la centralina dell’airbag invia un apposito segnale al sistema di protezione antiribaltamento, il quale fuoriesce dietro i poggiatesta posteriori, contribuendo a mantenere uno spazio di sopravvivenza per i passeggeri. A questo riguardo, i roll-bar non fuoriescono per mezzo di un meccanismo a molla, ma vengono azionati, dalla carica pirotecnica di un generatore di gas. Tutto ciò è reso possibile da moderni sensori di imbardata, che, diversamente dai precedenti sensori di ribaltamento, escludono quasi del tutto l’erronea attivazione del sistema.
[2] https://www.tesla.com/it_IT/autopilot
[5] https://it.wikipedia.org/wiki/KERS
[6] http://www.astraclubitalia.it/Forum/viewtopic.php?t=9142
[7] https://en.wikipedia.org/wiki/On-board_diagnostics
[8] https://en.wikipedia.org/wiki/Vehicle-to-everything
[9] https://4tl.it/ergonomia-questa-sconosciuta/
[11] https://www.amazon.com/PLX-Devices-Bluetooth-Diagnostic-Android/dp/B016X3L0O2
[13] https://play.google.com/store/apps/details?id=org.prowl.torquefree&hl=en
