Cómo el control electrónico de estabilidad salva vidas corrigiendo derrapes

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El panorama de la seguridad automotriz cambió irrevocablemente a mediados de la década de 1990. Antes de esta era, si perdías el control en una carretera mojada, mantenerte erguido dependía en gran medida de tus reflejos y de tu suerte. Luego vino el control electrónico de estabilidad (ESC). No fue sólo una mejora; Fue un replanteamiento fundamental de la dinámica del vehículo.

Bosch, el proveedor alemán, diseñó la primera versión de este sistema. No se lo entregaron simplemente al público. Lo instalaron en el Mercedes-Benz Clase S y el BMW Serie 7, los dos sedanes de lujo más prestigiosos disponibles en ese momento. Estos automóviles se convirtieron en los primeros en aprovechar estos nuevos dispositivos regulatorios y de seguridad.

Ha pasado más de una década desde aquella introducción. La tecnología es omnipresente ahora, pero la marca sigue fragmentada. Los fabricantes de automóviles aman sus siglas. Audi lo llama ESP (Programa Electrónico de Estabilidad). Ford utiliza Advance Trac. General Motors marca el suyo como Stabilitrak. Porsche lo integra como Porsche Stability Management.

A pesar de las diferencias de marketing, la arquitectura subyacente es idéntica. Estos sistemas se basan en sensores de alta tecnología, la computadora central del vehículo e intervenciones mecánicas precisas para mantener el automóvil en la trayectoria prevista.

A menudo asociamos la inestabilidad con máquinas de alto rendimiento. Imaginamos un Ferrari deslizándose de lado en una pista. La realidad es mucho más mundana y peligrosa. Cualquier coche puede desviarse del rumbo. Esto sucede con mayor frecuencia cuando las condiciones de la carretera se degradan. La lluvia, el hielo o la grava suelta pueden eliminar la tracción instantáneamente.

Comprender los dos modos de falla principales aclara por qué es necesario el ESC.

El subviraje ocurre cuando las ruedas delanteras pierden agarre. El conductor gira el volante, pero el coche se niega a seguir la curva. Avanza en línea recta, ignorando la entrada. Esto suele deberse a entrar en una curva demasiado rápido o conducir sobre una superficie de baja fricción.

El sobreviraje es lo contrario. Las ruedas traseras pierden tracción mientras que las delanteras mantienen algo de agarre. La parte trasera del coche se abre. El vehículo gira más bruscamente de lo que pretendía el conductor. Si no se controla, el coche se sale de control.

ESC aborda ambos escenarios. No evita por completo la pérdida de tracción. En cambio, detecta la desviación y actúa. El sistema aplica frenos a ruedas individuales y puede reducir la potencia del motor para restablecer el equilibrio. Corrige el subviraje frenando la rueda delantera exterior. Corrige el sobreviraje frenando la rueda trasera exterior.

La tecnología funciona silenciosamente hasta que la necesitas. Luego, opera en milisegundos. Para un entusiasta, ver su automóvil corregir un deslizamiento sin la intervención del conductor puede parecer una trampa. Pero en una emergencia, esa intervención marca la diferencia entre un casi accidente y una tragedia.

La mecánica de la intervención

¿Cómo sabe el sistema lo que estás haciendo mal? Compara el ángulo de dirección con la trayectoria real del coche. Si los sensores detectan una discrepancia, lo que significa que el automóvil no va hacia donde apunta la rueda, la computadora calcula la corrección necesaria.

Utiliza sensores de velocidad de las ruedas, sensores de velocidad de guiñada y sensores de aceleración lateral. Estas entradas crean un modelo en tiempo real de la dinámica del vehículo. Cuando el modelo predice una pérdida de control, el ESC se activa.

Este proceso no se limita al pavimento seco. Es fundamental en entornos de baja tracción. Nieve, hielo y

ESC no funciona en el vacío. Es un jugador de equipo, extrayendo datos de frenos antibloqueo y control de tracción para cortar los accidentes de raíz. ¿El cerebro de esta operación? El sensor de control de guiñada.

Vive en el corazón geométrico del chasis. Generalmente enterrado debajo del piso, justo entre los asientos delanteros. Si está en el asiento del conductor, estará escondido cerca de su codo derecho. Eso no es un accidente. Es física.

¿Qué es exactamente la guiñada?

Olvídate de la jerga náutica. La guiñada es la rotación alrededor del eje Z vertical. Imagínese un alfiler clavado en el centro de una mariposa. La mariposa gira alrededor de ese alfiler. Eso es guiñada. El sensor se encuentra justo donde iría el pin.

Cuando el automóvil comienza a girar demasiado bruscamente (o no lo suficiente), el sensor lo detecta. Le grita a la computadora. Luego, la computadora decide quién recibe el golpe.

No se limita a pisar los cuatro frenos. Eso es ineficiente. Se dirige a ruedas específicas. La rueda que mejor puede estabilizar el vehículo es la que se ve apretada. También corta el acelerador. Ralentiza el motor. Amortigua la rotación.

¿El objetivo? Alineación sencilla. El sistema compara el ángulo del volante con el vector real del coche. Si no coinciden, la computadora los obliga a estar en armonía. Hace que el coche vaya hacia donde le indicaste, incluso si tu instinto te dice lo contrario.

Para comprender el alcance completo de esta orquesta electrónica, debemos mirar a los músicos.

Componentes del control electrónico de estabilidad

El sensor de guiñada es el director, pero necesita una orquesta para tocar.

1. El sensor de velocidad de guiñada
Esta es la entrada principal. Mide la velocidad angular. ¿A qué velocidad gira el auto alrededor del eje vertical? Si gira el volante con fuerza hacia la izquierda, pero el automóvil solo se desplaza lentamente hacia la izquierda, la velocidad de guiñada es baja. El sistema sabe que estás subvirando. Detecta la discrepancia.

2. Sensor de ángulo de dirección
Esto le dice a la computadora lo que el controlador quiere hacer. Giras el volante 30 grados a la izquierda. El sensor lo informa. Si el sensor de guiñada dice que el auto sigue en línea recta, tienes un problema. El sistema ahora sabe que estás empujando los neumáticos delanteros más allá de su límite de agarre.

3. Sensores de velocidad de las ruedas
Cada rueda tiene uno. Controlan la velocidad de rotación. Estos datos se alimentan tanto del ABS como del control de tracción, pero el ESC los utiliza para algo más que bloquear las ruedas. Calcula los ángulos de deslizamiento. ¿La rueda trasera gira más rápido que la delantera? El coche está sobrevirando. Está intentando girar. El sistema ve el desajuste.

4. Acelerómetro lateral
A veces, combinado con el sensor de guiñada, este dispositivo mide las fuerzas G que lo empujan de lado a lado. Confirma los datos de guiñada. ¿El auto realmente se movió de lado, o los sensores simplemente pensaron que lo hizo? La redundancia importa. Si la aceleración lateral dice cero pero la guiñada dice alta, algo anda mal. En algunos casos extremos, el sistema confía en la fuerza física sobre la velocidad de rotación.

5. El módulo de control del motor (ECM)
Los frenos no son suficientes. Necesitas matar el torque. El módulo ESC se comunica con el ECM a través del bus CAN. Solicita una reducción del acelerador. El ECM extrae combustible o cierra la placa del acelerador. El motor tose.

Cómo ESC secuestra tus frenos para salvar el día

El sistema de frenos antibloqueo (ABS) solía ser el santo grial de la asistencia al conductor. Antes de los años noventa, había que accionar manualmente los frenos para evitar bloquearse y deslizarse contra un árbol. Fue una habilidad. Ahora, el ABS los bombea electrónicamente, mucho más rápido que los reflejos humanos, manteniendo el auto en línea recta o permitiendo un derrape controlado sin una pérdida total de control. El Control Electrónico de Estabilidad (ESC) no solo vigila el ABS; lo convierte en un arma.

ESC monitorea la rotación de lado a lado del vehículo alrededor de su eje vertical. El control de tracción se encarga de todo lo que va de adelante hacia atrás. Cuando estás deslizándote, el ESC lee el sensor de guiñada y se da cuenta de que el ángulo del volante no coincide con la trayectoria real del auto. Ahí es cuando se vuelve malo. Activa el ABS en ruedas individuales (a veces solo en una esquina) y corta el acelerador. No se trata de detener el coche. Se trata de hacer que el auto gire hacia donde quieres que gire, incluso si tus pies no hacen nada más que flotar cerca de los pedales.

Los tres sensores que dirigen el espectáculo

ESC se basa en una computadora central alimentada por tres flujos de datos distintos. Si uno miente, el sistema falla.

Sensores de velocidad de las ruedas se encuentran en cada rueda. Miden la velocidad de rotación y envían esos datos a la computadora. La ECU compara la velocidad de las ruedas con la velocidad del motor para detectar el deslizamiento.

Sensores del ángulo de dirección se encuentran en la columna de dirección. Realizan un seguimiento de la intención. ¿A dónde quieres ir? Estos datos son la base para determinar si se está produciendo un deslizamiento.

Los sensores de velocidad de rotación, o sensores de guiñada, están montados cerca del centro de gravedad del automóvil. Miden la aceleración lateral y la rotación. Le dicen a la computadora si el auto está girando fuera de control.

“Si hay una diferencia entre el ángulo del volante y la dirección en la que se desliza el automóvil, el ESC funcionará con el sistema de control de tracción para activar el ABS en la rueda adecuada”.

Por qué el ESC moderno supera las habilidades de conducción de la vieja escuela

Tal vez recuerdes haber aprendido a contravirar. Es posible que hayas dominado el cambio de talón a punta. Pero el ESC es más rápido. Reacciona en milisegundos. Un conductor humano, incluso un experto, necesita tiempo para percibir el deslizamiento, procesar el error y mover físicamente la rueda y el pie. ESC lo hace todo antes de que el cerebro registre el error.

El sistema activa el ABS en tantas ruedas como sea necesario. ¿Una rueda? ¿Los cuatro? Depende de la física del tobogán. Reduce la velocidad mientras corrige la trayectoria. El resultado es un automóvil que se niega a ir a donde usted no le pidió que fuera.

Escenarios del mundo real donde ESC le salva la vida

Imagínese chocar contra una superficie de hielo negro a 60 mph. Tus neumáticos pierden agarre. El coche empieza a sobrevirar. La parte trasera se abre. En un auto más viejo, tendrías que luchar contra el volante y modular el acelerador. En un automóvil con ESC, el sistema detecta la velocidad de guiñada, la compara con el ángulo de dirección y frena la rueda delantera exterior. Es como una mano invisible que tira de la nariz hacia el carril.

O considere una salida de curva de alta velocidad. Eres demasiado acelerador. El coche subvira y se estrella contra la barandilla. El control de tracción corta la energía. El ESC también puede frenar la rueda trasera interior para girar el automóvil hacia el vértice. Es sutil. Puede que ni siquiera sientas que esto sucede. Simplemente llegas a la salida sin chocar.

¿Vale la pena el costo de ESC?

El ESC es estándar en la mayoría de los autos nuevos porque los reguladores lo exigen. Pero los beneficios no son sólo regulatorios. Son mecánicos. Los sensores son baratos. El cableado es estándar. La integración informática es perfecta. El costo de una falla del ESC se mide en vidas. El coste de instalación es insignificante para los fabricantes.

Pero para usted, el conductor, se trata de confianza. tu

Por qué ESC no detiene todos los accidentes

Seamos claros sobre lo que realmente hace el Control Electrónico de Estabilidad (ESC). No es un campo de fuerza mágico. No te salvará si estás atrapado en un tráfico de parachoques a parachoques y alguien choca contra tu parachoques trasero. Esa es una bestia completamente diferente.

Cuando avanzas poco a poco en un atasco, es posible que los sensores de distancia te emitan un chirrido. Los sistemas para evitar colisiones podrían pisar los frenos. ¿Pero ESC? Se sienta sobre sus manos. No le importa tu proximidad al coche de delante. Su trabajo es mucho más específico: interviene cuando pierdes tracción.

Piense en la última vez que chocó contra una zona de hielo negro o una mancha de petróleo repentina en una carretera lluviosa. El coche empieza a patinar. Su dirección dice “girar a la izquierda”, pero el auto sigue recto o, peor aún, gira. Esa desconexión es donde vive ESC. Monitorea la velocidad de las ruedas y la tasa de guiñada, comparando lo que le estás diciendo al auto que haga con lo que realmente está haciendo. Si los datos no coinciden, el sistema interviene. Aplica frenos a ruedas individuales y reduce la potencia del motor para ayudarle a recuperar ese agarre difícil de alcanzar.

Los números no mienten

¿Por qué los reguladores se tomaron tan en serio esta tecnología? Porque las estadísticas de mortalidad eran feas.

El Instituto de Seguros para la Seguridad en las Carreteras (IIHS) estimó que la adopción generalizada del ESC podría prevenir hasta 9.000 accidentes mortales cada año. Eso no es un error de redondeo. Son miles de vidas.

La Administración Nacional de Seguridad del Tráfico en Carreteras (NHTSA) profundizó más. Descubrieron que el ESC reduce los accidentes de un solo vehículo en un 26 por ciento para los automóviles estándar. ¿Para SUV? La cifra salta al 48 por ciento.

Piensa en eso. Los SUV son más altos, más pesados ​​y tienen un centro de gravedad más alto. Se vuelcan más fácilmente que los sedanes. Básicamente, el ESC actúa como una correa invisible que mantiene a las máquinas más altas en el pavimento cuando la carretera se vuelve resbaladiza. Convierte una posible trampa mortal por vuelco en un susto manejable.

La adopción fue rápida, pero no instantánea

Estas estadísticas obligaron al gobierno de Estados Unidos a actuar. No sólo lo sugirieron. Lo ordenaron. En 2012, el ESC pasó a ser obligatorio en todos los vehículos de pasajeros nuevos.

Pero el mercado se movió más rápido que la ley en algunos rincones. En 2009, Consumer Reports señaló que el 73 por ciento de todos los automóviles ya venían con ESC como equipo estándar. En el caso de los SUV, la cifra fue asombrosa: 99 por ciento. Otro 11 por ciento lo ofreció como opción en los sedanes.

Mercedes-Benz tuvo la ventaja inicial, instalando ESC ya en 1995. No se detuvieron en sus sedanes insignia. Tanto si conducías un pequeño Smart como un lujoso Maybach, el control de estabilidad era estándar. Entendieron que a la física no le importan su placa ni su precio.

El resultado final

El ESC no sustituye a una buena conducción. Aún es necesario reducir la velocidad cuando el camino está mojado. Aún necesitas girar para patinar. Pero cuando tus reflejos son milisegundos demasiado lentos, o los neumáticos simplemente no pueden sujetar el asfalto, el ESC es la diferencia entre un casi accidente y un viaje en grúa.

Es una de esas tecnologías invisibles que sólo notas cuando ya no está. Y teniendo en cuenta los datos, probablemente no quieras saber cómo se siente conducir sin ellos.


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Fuentes

  • ConsumerReports.org. “El control electrónico de estabilidad será estándar en 2012”. Septiembre de 2006. (10 de noviembre de 2009) http://www.consumerreports.org/cro/cars/new-cars/news/2006/nhtsa-proposal-to-make-esc-standard-on-all-cars-9-06/overview/nhtsa-proposal-to-make-esc-standard-on-all-cars-9-06.htm

  • Dang, Jennifer N. “Resultados preliminares del análisis de la eficacia de los sistemas de control electrónico de estabilidad (ESC)”. Administración Nacional de Seguridad del Tráfico en Carreteras. Septiembre de 2004. (10 de noviembre de 2009) http://www.nhtsa.dot.gov/cars/rules/regrev/evaluate/809790.html

  • Instituto de Seguros para la Seguridad Vial. “ESC y cómo ayuda a los conductores a mantener el control”. (10 de noviembre de 2009) http://www.iihs.org/ratings/esc/esc_explained.html

  • Instituto de Seguros para la Seguridad Vial. “Preguntas y respuestas: control electrónico de estabilidad”. Octubre de 2009. (10 de noviembre de 2009) http://www.iihs.org/research/qanda/esc.html

  • Miembro, Scott. “Control de estabilidad: ¡Saca tus guiñadas!” Edmunds.com. (10 de noviembre de 2009) http://www.edmunds.com/ownership/safety/articles/45992/article.html

  • Administración Nacional de Seguridad del Tráfico en Carreteras. “Normas federales de seguridad para vehículos motorizados; sistemas electrónicos de control de estabilidad; controles y pantallas”. 5 de abril de 2007. (10 de noviembre de 2009) http://www.nhtsa.dot.gov/staticfiles/DOT/NHTSA/Rulemaking/Rules/Associated%20Files/ESC_FR_03_2007.pdf

-Rosenberg, Jeremy. “Control electrónico de estabilidad”. Coches.com. 18 de junio de 2009. (10 de noviembre de 2009) http://www.cars.com/go/advice/Story.jsp?section=safe&story=techStability&subject=safe_tech&referer=