Automóviles inteligentes
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Desde que en 1929 Bosch y Dunlop desarrollaron el ABS, acrónimo de Anti-lock Braking Systems para la aviónica, se han sucedido una serie de apoyos a la conducción en el mundo del automóvil, hasta que, hoy en día, el automóvil es uno de los filones de la automatización, desde su cadena de montaje hasta el concepto de producto en sí.
Mercedes Benz adaptó -junto con Bosch- en 1950 el ABS en coches y comenzó a desarrollar sistemas a cada cual más complejo y eficaz. Podemos decir que un alto porcentaje del tiempo el coche conduce por nosotros, desde el control de inyección hasta los controles de estabilidad, frenado, iluminación, parabrisas…
Un sistema increíblemente simple, barato y eficaz es el ESP. A principios de los 90 Mercedes y Bosch deciden aprovechar más el sistema de apoyo al frenado para hacerlo inteligente. Este sistema, evolución del ABS, implicaba que cada rueda tenía un sensor de patinaje independiente y actuaba de forma autónoma sobre cada una de las ruedas. Un paso más sería usar este sistema para llevar al coche en la dirección adecuada sin que subvire o sobrevire.
El sistema implica un sensor de giro del coche, es decir, necesitamos medir la aceleración angular. Para ello tenemos sensores que, aunque antiguos, son precisos y robustos… vamos de cuándo los mecánicos se dedicaban a esto. Son los giroscopios. Los hay de muchas clases y se encargan de estabilizar satélites como el Hubble o de sensar nuestro Mercedes E240. Los hay de muchas formas, pero se basan en el efecto giroscópico, esto es, un cuerpo en rotación tiende a mantener su eje de rotación en la misma dirección, mientras que si le aplicamos un momento transversal en ese eje, mantiene la velocidad angular. Si conseguimos un sistema con cuerpos girando en los tres ejes del espacio tendremos un estabilizador de posición, si eliminamos uno de los ejes tendremos un sistema que puede girar en un eje con una velocidad constante en ausencia de fuerzas y que cuando alguna produce un momento en algún eje de giro genera una fuerza opuesta, impidiendo el giro.
Con ese trasto medimos el giro real del coche, con un simple sensor de posición angular en el volante; el giro deseado. Sólo tenemos que compararlos para conocer el error, que se traduce en subviraje, si patinan las ruedas de delante o sobreviraje si lo hacen las de detrás. El primero se suele dar a altas velocidades y en tracciones delanteras, el segundo, en giros bruscos y tracciones traseras.
Por último tenemos un módulo que controla el par motor sobre las ruedas motrices para evitar a veces el subvirado cuando el coche va muy rápido. En los casos con tracción integral, tenemos un problema con frenar una sola rueda ya que el puente trasero y delantero están trabados mediante el diferencial. Ello implica que cuándo el ESP actúe se ha de soltar el diferencial, tenemos un dilema: mantener tracción total o ESP, lo que hace que algunos automóviles con tracción total no dispongan de ESP.
La evoluciones apuntan a controlar el frenado del coche en condiciones adversas mediante el sistema anticolisión que están desarrollando Bosch y Mercedes, ya se han dado a conocer limitaciones con niebla pero estoy seguro que llegarán a buen puerto. Por otra parte las nuevas evoluciones del ESP actúan también sobre el volante en la rama de dirección, sin que el conductor lo note, mejorando la respuesta y el encare del coche.
Ahora sabiendo que podemos frenar las ruedas independientemente mediante los actuadores individuales, que conocemos si el coche subvira o sobrevira y si vamos demasiado rápido… ¿os atrevéis a diseñar un sistema de frenado que evite el patinaje? Seguro que os suena complicado… pero no es así. Si algo impera en la industria es la sencillez y prueba de ello es el ESP. Os dejo un vídeo para que os convenzáis.
Un Saludo.
