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¿Cómo funciona un control electrónico de estabilidad?

  Si hace poco os hablábamos del nuevo Acura ILX y su nuevo control de estabilidad basado en el robot Asimohoy queremos meternos de lleno en este sistema de seguridad activa tan importante,  cómo evalúa, procesa y actúa el sistema electrónico de estabilidad, en qué parámetros y sensores se basa para mantenernos dentro de la carretera.

El ESC ayuda a evitar el 80% de accidentes por derrape y es obligatorio desde finales del 2011.

El control electrónico de estabilidad (ESC), es también conocido por las siglas ESP (programa electrónico de estabilidad), VDC (Control dinámico del vehículo) o DSC (Control dinámico de estabilidad), según el fabricante que lo monte. Es un elemento de seguridad activa desarrollado por Bosch en los años 90s y se considera uno de los mayores avances en materia de seguridad del vehículo en los últimos años. De hecho se calcula que el 40% de los accidentes de tráfico mortales se deben a derrapes; con este sistema se podrían evitar hasta el 80% de este tipo de accidentes.Es tan importante que como normativa desde el día 1 de noviembre del 2011 el ESC es obligatorio en todos los automóviles de nueva matriculación que se introduzcan en la Unión Europea. 

Pero, ¿como funciona?, ¿qué elementos lo componen? ¿tiene alguna función extra, aparte de elemento de seguridad vial?

¿Cómo funciona?

La ECU es el cerebro, los sensores los ojos y el sistema hidrauilico las manos, de un ESC

El control de estabilidad (salvo que se desconecte manualmente) está activado permanentemente. En él, un microordenador evalúa las señales de los sensores y comprueba 25 veces por segundo si las maniobras del conductor al volante se corresponden con el movimiento real del vehículo. Si éste se mueve en una dirección diferente a la deseada, el ordenador detecta esta situación crítica y reacciona de inmediato, independientemente del conductor. El ESC utiliza el sistema de frenos, decelerando independientemente cada rueda para mantener estable la trayectoria del vehículo. Con este frenado selectivo el control de estabilidad genera la necesaria fuerza opuesta, de manera que el vehiculo obedece al conductor. El sistema también puede intervenir en el motor para reducir la potencia del mismo. De esta manera, siempre dentro de los límites de la física, el vehículo mantiene con seguridad la trayectoria deseada.

¿Qué elementos lo componen?

El sistema esta compuesto por un grupo de sensores y actuadores, gobernados por un «cerebro»:

  • Un grupo hidráulico y unidad de control integrada (ECU), el grupo hidráulico ejecuta las órdenes de la unidad de control y regula mediante válvulas la presión de frenado de cada rueda. Además como comentamos anteriormente, la ECU tiene comunicación constante con la gestión del motor para reducir la potencia en caso necesario.
  • Cuatro sensores de velocidad en rueda, estos sensores son los mismos que los usados en el sistema antibloqueo de frenos o ABS, y son los encargados medir sin roce y mediante campos magnéticos, la velocidad de cada rueda. Los sensores de velocidad pueden ser pasivos o activos. Actualmente se usan casi siempre sensores activos, ya que permiten un mayor registro de velocidad (funcionan a partir de 0 km/h), son digitales, más precisos y pueden detectar también el sentido de giro. Estos sensores se basan en los principios magneto-resistivos o de efecto Hall.
  • Sensor de ángulo de dirección,  situado en la columna de dirección mide, sin contacto, la posición del volante, determinando el ángulo de la dirección al conducir. En base a esta posición, a la velocidad del vehículo y a la presión de los frenos deseada o posición del pedal de acelerador se calcula la intención de la maniobra deseada por el conductor. Los primeros sensores de ángulo eran de tipo incremental y median pulsos relativos a la posición del eje. Aunque en la actualidad son de tipo absoluto, que produce un código digital único para cada ángulo distinto del eje. Al igual que los sensores de velocidad en rueda son magneto-resistivos o de efecto Hall.
  • El sensor de ángulo de giro y aceleración transversal: es en realidad dos sensores en uno, proporciona información sobre desplazamientos del vehículo alrededor de su eje vertical, desplazamientos y fuerzas laterales, es decir, cual es el comportamiento real del vehículo, si está comenzando a derrapar y desviándose de la trayectoria deseada por el conductor. Este sensor suele estar situado en el centro del vehículo y funciona como una giróscopo y acelerómetro de tres ejes combinados.

Funciones de valor añadido en los controles de estabilidad

Un coche dotado con ESP, necesita para su funcionamiento ABS y ASR

Hoy en día un control de estabilidad suele venir acompañado de diferentes funciones, que le confieren al sistema más prestaciones y un valor añadido. Partiendo de la premisa de que cualquier vehiculo dotado con control de estabilidad (ESC) necesariamente tiene que tener sistema antibloqueo de frenos (ABS) y sistema de control de tracción (ASR), el control de estabilidad puede montar como funciones opcionales más importantes:

  • Control de arranque en pendiente:  facilita arrancar cuesta arriba, aplicando los frenos durante dos segundos después de que el conductor suelte el pedal del freno. El conductor tiene tiempo suficiente para pasar del pedal del freno al pedal del acelerador, sin necesidad de usar el freno de mano. El vehículo se pone en marcha confortablemente y sin retroceso. 
  • Asistente Hidráulico de Frenos: identifica una situación inminente de frenado de emergencia, porque vigila la presión sobre el pedal de freno y los gradientes de presión. Si el conductor no pisa el pedal con fuerza suficiente, el Asistente Hidráulico de Frenos la aumenta al máximo. Así se reduce la distancia de frenado.
  • Control Adaptativo de la Carga identifica las variaciones de la masa del vehículo y del centro de gravedad a lo largo del eje longitudinal del vehículo y adapta las intervenciones de los sistema de seguridad ESP,ABS y ASR a la carga en cuestión. Así, el Control Adaptativo de la Carga  optimiza la efectividad de la función de frenado, la tracción y la estabilidad.
  • Roll Over Mitigation controla constantemente el comportamiento de marcha e interviene cuando el vehículo amenaza con volcar. En situaciones críticas ejerce un frenado individual en cada rueda y reduce el par de motor para evitar el vuelco y estabilizar el vehículo.
  • Indicador de la Presión de Neumáticos. La pérdida de presión de neumáticos lleva a una variación de velocidad de rotación en la rueda afectada. Comparando las velocidades de las ruedas se detecta una posible pérdida de presión en alguna de éstas. Así, el Indicador de la Presión de Neumáticos analiza la presión de neumáticos sin sensores en las propias ruedas.
  • Mitigación del Balanceo del Remolque. Un pequeño error de conducción, una ráfaga de viento o una ondulación del pavimento pueden causar situaciones críticas por balanceo del remolque. Los movimientos del volante y la aceleración del vehículo tractor empeoran la situación. Con ayuda de los sensores del ESC, la función  Mitigación del Balanceo del Remolque detecta el movimiento oscilatorio del remolque e interviene selectiva e individualmente en el frenado de cada rueda del vehículo tractor. Tanto éste como el remolque ruedan entonces a velocidad no crítica y quedan estabilizados, evitando así el famoso «efecto tijera».
  • Limpieza de discos: limpia y seca los discos de freno/pastillas cuando se activa el limpiaparabrisas, enviando una pequeña orden de frenado imperceptible para el conductor cada cierto tiempo mantiene el sistema de frenado en perfectas condiciones, listo para una respuesta rápida bajo lluvia.

Esto no es todo, los fabricantes siguen investigando en funciones adicionales que harán del ESC un sistema más completo y perfecto, que evitará más accidentes y se convertirá en la columna en sobre la que se edificará futuros sistemas de seguridad activa/pasiva del vehiculo.

Fuente: Bosch En Tecmovia:  El ESP ya es obligatorio en todos los turismos y vehículos industriales ligeros en la UE | Avances en el control de estabilidad [estado de la tecnología del automóvil] | Tecnología predictiva del ESP de Honda basada en el Asimo