El control de estabilidad es un elemento de seguridad activa del automovil que actúa frenando individualmente las ruedas en situaciones de riesgo para evitar derrapes, tanto sobrevirajes, como subvirajes. El control de estabilidad centraliza las funciones de los sistemas ABS, EDB y de control de traccion.
El control de estabilidad fue desarrollado por bosh en 1995, en cooperación con mercedes-benz y fue introducido al mercado en el mercedes-benz clase S
bajo la denominación comercial Elektronisches Stabilitätsprogramm (en alemán "Programa Electrónico de Estabilidad", abreviado ESP). El ESP recibe otros nombres, según los fabricantes de vehículos en los que se monte, tales como Vehicle Dynamic Control ("control dinámico del vehículo", VDC), Dynamic Stability Control ("control dinámico de establidad", DSC), Electronic Stability Control ("control electrónico de establidad", ESC) y Vehicle Stability Control("control de establidad del vehículo", VSC), si bien su funcionamiento es el mismo.
FuncionamientoEl sistema consta de una unidad de contol electronico un grupo hidráulico y un conjunto de sensores:
sensor de ángulo de dirección: está ubicado en la dirección y proporciona información constante sobre el movimiento del volante, es decir, la dirección deseada por el conductor.
sensor de velocidad de giro de rueda: son los mismos del ABS e informan sobre el comportamiento de las mismas (si están bloqueadas, si patinan ...)
sensor de ángulo de giro y aceleración transversal: proporciona información sobre desplazamientos del vehículo alrededor de su eje vertical y desplazamientos y fuerzas laterales, es decir, cual es el comportamiento real del vehículo y si está comenzando a derrapar y desviándose de la trayectoria deseada por el conductor.El ESP® está siempre activo. Un microordenador controla las señales provenientes de los sensores del ESP® y las chequea 25 veces por segundo para comprobar que la dirección que desea el conductor a través del volante se corresponde con la dirección real en la que se está moviendo el vehículo. Si el vehículo se mueve en una dirección diferente, el ESP® detecta la situación crítica y reacciona inmediatamente, independientemente del conductor. Utiliza el sistema de frenos del vehículo para estabilizarlo. Con estas intervenciones selectivas de los frenos, el ESP® genera la fuerza contraria deseada para que el vehículo pueda reaccionar según las maniobras del conductor. El ESP® no sólo inicia la intervención de los frenos, también puede reducir el par del motor para reducir la velocidad del vehículo. De esta manera el coche se mantiene seguro y estable, dentro siempre de los límites de la física.
El control de estabilidad puede tener multitud de funciones adicionales:
Hill Hold Control o control de ascenso de pendientes: es un sistema que evita que el vehículo retroceda al reanudar la marcha en una pendiente.
"BSW", secado de los discos de frenos.
"Overboost", compensación de la presión cuando el líquido de frenos está sobrecalentado.
"Trailer Sway Mitigation", mejora la estabilidad cuando se lleva un remolque, evitando el efecto "tijera".
Load Adaptive Control (LAC), que permite conocer la posición y el volumen de la carga en un vehículo industrial ligero. Con esta función se evita un posible vuelco por la pérdida de la estabilidad. También se le denomina Adaptive ESP para la gama de vehículos de Mercedes. Está de serie en la mercedes-benz vito y sprinter y en la volkswawen crafter.
El control de estabilidad y la seguridad (activa)Numerosas organizaciones relacionadas con la seguridad vial, como euroNCAP, así como clubes de automovilismo como RACC, RACE o CEA aconsejan la compra de automóviles equipados con el control de estabilidad, ya que ayuda a evitar los accidentes por salida de la carretera, entre otros, y podría disminuir el índice de mortalidad en las carreteras en más de un 20%.
El ESP® reduce el número de accidentes por derrape. Los estudios globales que han realizado los fabricantes de coches, las compañías de seguros y los ministerios de transporte han demostrado que el sistema ESP® previene hasta el 80 % de los accidentes por derrape. Esto también se refleja en los gráficos de accidentes respectivos. Cuando hablamos de sistemas de seguridad que salvan vidas, el ESP® está en segundo lugar, sólo después de los cinturones de seguridad.
En junio de 2009, la Unión Europea aprobó una legislación que hace obligatorio el uso del ESP® para todos los vehículos de las categorías N1, N2, N3 y M1, M2, M3: turismos, vehículos industriales ligeros, autobuses y vehículos industriales medianos y pesados a partir de noviembre de 2014.
COMPLEMENTOS:
sensor de angulo de dirección
Sensores de ángulo del volante de dirección
Aplicación
El control electrónico de la estabilidad (ESP) tiene por función mantener el vehículo en la trayectoria prescrita por el conductor mediante intervenciones apropiadas en los frenos. Para ello, una unidad de control compara el ángulo de giro ajustado al volante y la presión de frenado deseada con el movimiento de giro y la velocidad efectivos del vehículo, efectuando encaso necesario un frenado selectivo de las ruedas. De este modo se consigue un "ángulo de deriva" (desviación de la trayectoria en relación con el eje longitudinal del vehículo) pequeño y se impide un derrape hasta los límites fijados por la física. Para la detección del ángulo del volante son apropiados en principio todos los tipos de sensores angulares. Sin embargo, con objeto de garantizar la seguridad se requieren versiones cuya plausibilidad se pueda comprobar fácilmente o que, mejor aún, posean una función de autocontrol. Se utilizan potenciómetros, detectores ópticos de código y sistemas magnéticos. En la mayoría de sensores utilizados es necesario sin embargo registrar y memorizar constantemente la posición actual del volante, ya que los sensores angulares usuales pueden medir como máximo 360°, mientras que un volante de turismo puede describir en cambio un ángulo de ±720° (cuatro vueltas en total).
Estructura y funcionamiento
Existen dos sensores angulares magnéticos de medición absoluta adaptados a unidades de control Bosch, que (al contrario de los sensores de medición incremental) pueden detectar en todo momento el ángulo de giro del volante en todo el campo angular que alcanza éste. Sensor Hall de ángulo de giro del volante LWS1El sensor del tipo LWS1 detecta mediante 14 "barreras Hall" la posición angular y el número de
Vueltas del volante. El funcionamiento de una barrera Hall es semejante al de una barrera de luz; un elemento Hall mide el campo generado por un imán vecino, campo que puede ser fuertemente debilitado o tapado por un disco metálico de codificación. La utilización de nueve circuitos integrados Hall permite obtener una información digital sobre el ángulo del volante. Los otros cinco sensores Hall restantes registran el número de vueltas, que es transmitido por medio de un engranaje en relación 4:1 dentro del campo unívoco de 360°.La representación en despiece del sensor de ángulo del volante LWS1 (figura 1) muestra arríbalos nueve imanes que son tapados, cada uno por separado según la posición del volante, por el disco magnético dulce de codificación dispuesto debajo. Sobre la placa de circuitos impresos que sigue inmediatamente al disco de codificación se encuentran interruptores Hall (C.I.) y un microprocesador en el que se desarrollan pruebas de plausibilidad (valores dentro de lo posible) y se descodifica la información angular, siendo preparada para el bus CAN. En la parte inferior siguen el engranaje reductor y las otras cinco barreras Hall. El gran número de elementos sensores, así como la equidistancia necesaria en la disposición de los imanes que han de estar alineados con los circuitos integrados Hall, ha conducido a la sustitución progresiva del tipo LWS1 por el LWS3.
Sensor magneto resistivo de ángulo del volante LWS3También el sensor de ángulo del volante LWS3 funciona con sensores AMR (AnisotropMagneto resistive), cuya resistencia eléctrica varía en función del sentido de un campo
sensor de velocidad de giro de rueda
UCE
Calcula y determina las condiciones de las ruedas y la carrocería en función de la velocidad de las ruedas, y efectúa una decisión acorde a la situación actual para controlar la Unidad de Control Hidráulico (UCH).
Al girar el interruptor de encendido a la posición ON, la ECU efectúa un auto diagnóstico, si detecta una condición anormal, desconecta el sistema.
Unidad de Control Hidráulico (UHC)
En el modo de operación de ABS la HCU cambia los conductos de líquidos para controlar la presión del líquido de los cilindros de rueda, como respuesta a la instrucción recibida de la ECU. La HCU también forma parte del conducto del líquido de frenos que se extiende desde el cilindro maestro a los cilindros de rueda, junto con las tuberías.
Una dirección precisa representa una de las condiciones más importantes para la conducción segura. Pero la precisión también exige una resistencia perceptible de la dirección y suficiente fuerza de retro giro, de modo que el conductor obtenga la sensación más directa posible acerca de las condiciones del pavimento y la marcha. Una servo dirección (dirección asistida) demasiado confortable, que se deje mover con un solo dedo a cualquier velocidad de marcha, puede conducir a situaciones de extremo peligro. Por otra parte, las fuerzas de direccionamiento al aparcar y acomodar el coche deben ser lo más reducidas posibles.
Los fabricantes tras años de investigación desarrollaron un sistema capaz de regular la servo asistencia* en función del régimen, lo cual se traduce en maniobras de aparcamiento más suaves con regímenes bajos de motor, pero redirección amiento exacto en regímenes altos.
* La asistencia de la dirección (“el giro del volante”) es adaptada según la velocidad de marcha. A velocidades bajas (aparcamiento), el volante va más suave que a velocidades altas para conseguir una dirección más precisa. El sistema funciona mediante un desmultiplicado de las vueltas del volante, el cual esta controlado por una centralita que regula la fuerza necesaria según la velocidad.
sensor de angulo de aceleración transversal
El sensor de ángulo de giro y aceleración transversal: proporciona información sobre desplazamientos del vehículo alrededor de su eje vertical y desplazamientos y fuerzas laterales, es decir, cual es el comportamiento real del vehículo y si está comenzando a derrapar y desviándose de la trayectoria deseada por el conductor
El ESP está siempre activo, salvo que el coche nos permita la desactivación manual. Un micro ordenador controla las señales provenientes de los sensores del ESP y las chequea 25 veces por segundo para comprobar que la dirección que desea el conductor a través del volante se corresponde con la dirección real en la que se está moviendo el vehículo. Si el vehículo se mueve en una dirección diferente, el ESP detecta la situación crítica y reacciona inmediatamente, independientemente del conductor. Utiliza el sistema de frenos del vehículo para estabilizarlo.
sistemas adicionales al esp
Hill Hold Control o control de ascenso de pendientes, el cual es un sistema que evita que el vehículo retroceda al reanudar la marcha en una pendiente. Hill Hold Control (Control de Ascenso de Pendientes)
Esta función adicional del ESP es un sistema que evita que el vehículo retroceda al reanudar la marcha en una pendiente. La pendiente es detectada por un sensor de inclinación (aceleración longitudinal).
La presión de frenado preestablecida por el conductor durante el proceso de parada se mantiene una vez se detecta la parada total del vehículo y aunque se deje de presionar el pedal de freno. Transcurridos unos dos segundos se reduce nuevamente la presión de frenado, tiempo suficiente para que el conductor ponga en circulación nuevamente el vehículo. Una vez detectado el impulso de arranque, se reducirá la presión de frenado.
Esto ocurrirá cuando el par del motor sea suficiente para mover el vehículo en la dirección deseada. Este impulso de arranque es activado, tanto por el conductor a través del acelerador y/o embrague, como también por el cambio automático.
Este sistema impide, por tanto, el retroceso del vehículo al arrancar en pendientes y mejora la seguridad y el confort del conductor.
- "BSW", para el secado de los discos de frenos.
Función de eliminación de agua de los discos de frenoSi el bus CAN transmite una señal de velocidad superior a 50 km/h y una orden de
activación del limpiaparabrisas (también en el modo de barrido a intervalos), se lleva a
cabo cada 3 km aprox. Un acoplamiento de las pastillas de freno delanteras mediante el
arranque de la bomba ESP con una presión de aprox. 0,8-1,2 bares durante unos 8
segundos, a fin de eliminar la película de agua de los discos de freno.
La realización de esta función no se le indica al conductor: El intervalo de la función se
reinicia con cada nuevo accionamiento de los frenos
- "Overboost", para la compensación de la presión cuando el líquido de frenos está sobrecalentado.
