¬ŅQu√© es el Sensor de par/Torque Sensor y c√≥mo funciona?

En el Programa de control de estabilidad electr√≥nica EPS se necesita un sensor de par y √°ngulo de direcci√≥n, que detecta los pares de rotaci√≥n aplicados a la barra de torsi√≥n del eje de direcci√≥n junto con los √°ngulos de direcci√≥n (√°ngulo de rotaci√≥n) en el momento de la direcci√≥n, y posteriormente introduce estas se√Īales de par y √°ngulo, con el fin de
determinar la salida de control, en la unidad de control electr√≥nico (ECU) que controla la fuerza de rotaci√≥n del motor de asistencia. El √°ngulo de direcci√≥n y el sensor de par que se informa aqu√≠ ha sido dise√Īado y desarrollado en este contexto.

El sensor de par en el sistema de dirección asistida eléctrica mide el par que el conductor aplica al volante. A partir de estos datos, la centralita electrónica calcula la asistencia a la dirección que debe aplicar el motor eléctrico.

Un sistema de dirección asistida es fundamentalmente un servo de par,
. El sistema debe determinar cu√°nto torque est√° aplicando el conductor al volante y posteriormente la ECU de la direcci√≥n a√Īada un cantidad de asistencia para mantener el torque aplicado por el conductor en el valor requerido. El conductor completa el circuito de control de posici√≥n general, operando el volante hasta que el se logra la trayectoria deseada del auto.

A pesar de esto, los sensores de posici√≥n tambi√©n pueden ser necesarios en un sistema EPS para determinar la posici√≥n de la columna de direcci√≥n (¬ę√°ngulo de direcci√≥n¬Ľ) para autocentrado activo y amortiguaci√≥n. La se√Īal del √°ngulo de direcci√≥n tambi√©n se puede emplear por otros sistemas en el veh√≠culo, como sistemas de control de deslizamiento y sistemas de control de la direcci√≥n de los faros. Sin embargo, es perfectamente posible hacer un EPS b√°sico con un sensor de par.

Una parte importante del dise√Īo de un sistema EPS es elegir la tecnolog√≠a de sensor de par m√°s adecuada para la aplicaci√≥n. Aunque aparentemente simple a primera vista, El par es en realidad uno de los par√°metros f√≠sicos m√°s dif√≠ciles de medir. Se han instalado muchos sensores de par propuestos a lo largo de los a√Īos, y se siguen inventando. Sin embargo, solo unos pocos se han dise√Īado con √©xito en productos de bajo costo para la fabricaci√≥n de grandes vol√ļmenes.

Par√°metros

0,015 Nm
es la resolución con la que la ECU puede calcular el ángulo de dirección sobre la base de los datos del sensor del sensor de par.

‚ąí40 ¬į C hasta +125 ¬į C
es el rango de temperatura en el que el sensor de par del sistema de dirección asistida eléctrica funciona de forma absolutamente fiable.

El sensor se encuentra en el pi√Ī√≥n de direcci√≥n. En el eje de entrada se monta una rueda polar, que se conecta al pi√Ī√≥n de direcci√≥n mediante la barra de torsi√≥n. Cuando el conductor aplica torque al volante, se gira la barra de torsi√≥n y, a su vez, el im√°n en relaci√≥n con el sensor. El sensor consta de elementos magnetorresistivos cuya resistencia cambia a medida que cambia la direcci√≥n del campo. El rango de medici√≥n del sensor cubre +/‚ąí 10 Nm. Un limitador de √°ngulo mec√°nico evita que la barra de torsi√≥n se sobrecargue cuando se aplican pares de direcci√≥n m√°s altos.

¬ŅQu√© es el sensor de Aceleraci√≥n transversal y c√≥mo funciona?

El trabajo de este sensor integrado al ESP, es detectar fuerzas laterales del vehículo y la intensidad de las mismas, siendo estas las que empujan al vehículo fuera de su trayectoria prevista.

Est√° situado bajo la columna de direcci√≥n, en el lado del t√ļnel de la transmisi√≥n. Tiene la misi√≥n de detectar la aceleraci√≥n transversal del veh√≠culo, o lo que es lo mismo, la fuerza de guiado lateral de las ruedas, por lo que debe respetarse su posici√≥n para evitar la medici√≥n de otras aceleraciones. Internamente consta de dos condensadores situados uno detr√°s de otro, y una electr√≥nica de control que analiza la capacidad de los condensadores, transform√°ndola en una tensi√≥n.

Para funcionar correctamente necesita que la unidad de control lo alimente con 5 V y masa. Seg√ļn sea la aceleraci√≥n detectada env√≠a a la unidad de control una tensi√≥n entre 0 y 5 V. Si el valor es de 2‚Äô5 V, indica que no hay aceleraciones.

El transmisor de aceleraci√≥n transversal trabaja seg√ļn un principio capacitivo. Es decir, la placa o armadura central compartida por ambos condensadores es m√≥vil y se desplaza en funci√≥n de la aceleraci√≥n transversal existente.

Cuando no hay aceleración transversal, la placa intermedia permanece en reposo, siendo constante la distancia entre las placas e iguales las capacidades de ambos condensadores.
En el instante que interviene alguna aceleración transversal, la distancia entre placas se modifica, variando las capacidades y la tensión de la
se√Īal de salida.

¬ŅQu√© es el Programa Electr√≥nico de Estabilidad ESP y c√≥mo funciona?

En la actualidad la seguridad de los ocupantes es muy importante, es por ello que se ha implementado una serie de sistemas como el ESP ¬ęElektronisches Stabilit√§ts Programm¬Ľ (Programa Electr√≥nico de Estabilidad) que como su nombre lo dice busca evitar una volcadura y generar lesione graves o la muerte a sus ocupantes .¬† Desde 2014, todos los veh√≠culos vendidos en Europa debe tener un sistema ESP, ya que se ha demostrado ampliamente que salva vidas en accidentes de tr√°fico. La investigaci√≥n realizada en el Reino Unido indica que las posibilidades de verse involucrado en un accidente fatal se reducen en un 25% con ESP.

El Programa de Estabilidad Electr√≥nica est√° dise√Īado para mejorar la estabilidad de un veh√≠culo detectando y reduciendo la p√©rdida de tracci√≥n, lo que evita que los neum√°ticos derrapen y pierda el control el conductor. cuando el ESP detecta una p√©rdida de control de la direcci√≥n, aplica autom√°ticamente frenos individuales para ayudar a ¬ędirigir¬Ľ el veh√≠culo hacia donde el conductor pretend√≠a dirigir el veh√≠culo

El ESP se conoce alternativamente como Control electrónico de estabilidad (o ESC para abreviar). Otros términos alternativos que se usan a veces incluyen Programa de estabilización electrónica, Control dinámico del vehículo (VDC), Asistencia de estabilidad del vehículo (VSA) y Control dinámico de estabilidad (DSC), pero todos abarcan los mismos principios y tecnologías.

Funcionamiento

El ESP incluye varias piezas de tecnología que trabajan juntas para mantener el automóvil en la carretera de manera segura, en control y en la dirección deseada. Estos términos generales incluyen frenos antibloqueo (ABS) y control de tracción.

A medida que conduce, acelera y frena, numerosos sensores monitorean el comportamiento del automóvil y envían datos a una computadora central. Luego, esta computadora compara lo que estás haciendo con la respuesta del automóvil. Si, por ejemplo, está conduciendo bruscamente hacia la izquierda o hacia la derecha, pero el automóvil avanza en línea recta (tal vez porque la carretera está muy mojada o helada), la computadora puede reconocer esto e indicar a los sistemas del automóvil que intervengan y ayuda. Luego, se aplicarán frenos individuales a cada rueda para compensar y devolver al automóvil a una condición más estable. Esta tecnología es mucho más rápida de reaccionar de lo que sería un humano, lo que significa que el Programa de Estabilidad Electrónica puede ayudar a prevenir derrapes, frenadas de emergencia y accidentes.

En caso de subviraje, el ESC puede desacelerar la rueda trasera interior. Al mismo tiempo, el ESC puede reducir la potencia del motor hasta que el automóvil se haya estabilizado nuevamente.

Este sistema tiene la función de asistir al conductor en situaciones extremas, como el cruce repentino de un obstáculo (un animal, por ejemplo). También sirve para compensar reacciones excesivas del conductor y contribuye a evitar situaciones en las que el vehículo pueda perder estabilidad. Sin embargo, el ESP tiene sus limitaciones y no está en condiciones de vulnerar las leyes de la física.

El control de estabilidad es un elemento de seguridad activa del autom√≥vil que act√ļa frenando individualmente las ruedas en situaciones de riesgo para evitar derrapes. Centraliza las funciones de los sistemas ABS (Antilock Braking System o Sistema Antibloqueo de Frenos) EBD (Electronic Brakeforce Distribution o Distribuci√≥n Electr√≥nica de la Frenada) y de Control de Tracci√≥n.

El ESP recibe otros nombres, dependiendo del fabricante del vehículo, siendo los más conocidos VDC (control dinámico del vehículo), DSC (control dinámico de estabilidad), ESC (control electrónico de estabilidad) y VSC (control de estabilidad del vehículo), si bien su funcionamiento es el mismo.

El sistema consta de una unidad de control electrónico, un grupo hidráulico y un conjunto de sensores:

  • Sensor de √°ngulo de direcci√≥n:¬†est√° ubicado en la direcci√≥n y proporciona informaci√≥n constante sobre el movimiento del volante, es decir, la direcci√≥n 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 est√°n bloqueadas, si patinan …)
  • Sensor de √°ngulo de giro y aceleraci√≥n transversal:¬†proporciona informaci√≥n sobre desplazamientos del veh√≠culo alrededor de su eje vertical, desplazamientos y fuerzas laterales, es decir, cu√°l es el comportamiento real del veh√≠culo y si est√° comenzando a derrapar y desvi√°ndose de la trayectoria deseada por el conductor.
Electronic Stability Control (ESC) - Simple Explanation

El ESP est√° siempre activo. Un microordenador controla las se√Īales provenientes de los sensores del ESP y las chequea 25 veces por segundo para comprobar que la direcci√≥n que desea el conductor a trav√©s del volante se corresponde con la direcci√≥n real en la que se est√° moviendo el veh√≠culo. Si el veh√≠culo se mueve en una direcci√≥n diferente, el ESP detecta la situaci√≥n cr√≠tica y reacciona inmediatamente, independientemente del conductor. Utiliza el sistema de frenos del veh√≠culo para estabilizarlo. Con estas intervenciones selectivas de los frenos, el ESP genera la fuerza contraria deseada para que el veh√≠culo pueda reaccionar seg√ļn las maniobras del conductor.

El ESP no s√≥lo inicia la intervenci√≥n de los frenos, tambi√©n puede reducir el par motor para reducir la velocidad del veh√≠culo; de √©sta manera el coche se mantiene seguro y estable, dentro siempre de los l√≠mites de la f√≠sica.

Aditamentos al ESP

El control de estabilidad puede tener multitud de funciones adicionales:

  • ¬ęHill Hold Control¬Ľ¬†o control de ascenso de pendientes, sistema que evita que el veh√≠culo retroceda al reanudar la marcha en una pendiente.
  • ¬ęBSW¬Ľ,¬†secado de los discos de freno.
  • ¬ęOverboost¬Ľ, compensaci√≥n de la presi√≥n cuando el l√≠quido de frenos est√° sobrecalentado.
  • ¬ęTrailer Sway Mitigation¬Ľ, mejora la estabilidad cuando se lleva un remolque, evitando el efecto ¬ętijera¬Ľ.
  • ¬ęLoad Adaptive Control¬Ľ (LAC), que permite conocer la posici√≥n y el volumen de la carga en un veh√≠culo industrial ligero. Con esta funci√≥n se evita un posible vuelco por la p√©rdida de la estabilidad. Tambi√©n se le denomina Adaptive ESP para la gama de veh√≠culos de¬†Mercedes. Est√° de serie en la¬†Mercedes-Benz Sprinter¬†y en la¬†Volkswagen Crafter.

¬ŅQu√© es el sensor de Velocidad Rotacional/Yaw Rate y c√≥mo funciona?

El sensor¬†Yaw Rate¬†que en espa√Īol significa Sensor de Velocidad Rotacional mide la velocidad angular de un veh√≠culo sobre su eje vertical en grados o radianes por segundo, a fin de determinar la orientaci√≥n del veh√≠culo a medida que sufre un giro brusco con el fin de evitar una volcadura

En términos más simples, este sensor es un componente clave en el control de estabilidad del vehículo ESP. La velocidad rotacional se puede definir como el movimiento de un objeto que gira sobre su eje vertical. El sensor de velocidad rotacional o yaw rate determina la distancia fuera del eje de un vehiculo que en otras palabras es la inclinación del vehículo cuando esta girando usando giroscopios para controlar el ángulo de deslizamiento, el ángulo entre la dirección del vehículo y el movimiento real de la curva.

Funcionamiento

El sensor determina qu√© tan lejos del eje se ¬ęinclina¬Ľ un autom√≥vil en un giro usando giroscopios para monitorear el √°ngulo de deslizamiento, el
√°ngulo entre el rumbo del veh√≠culo y la direcci√≥n real del movimiento. Esta informaci√≥n luego se alimenta al computadora del veh√≠culo para evaluar la velocidad de la rueda, el √°ngulo de direcci√≥n y la posici√≥n del acelerador y, si el sistema detecta demasiada gui√Īada, se aplica autom√°ticamente la fuerza de frenado adecuada

Al comparar el valor de yaw rate real del vehículo con la tasa de yaw rate objetivo, la computadora de a bordo puede identificar en qué grado el vehículo puede estar subvirando o sobrevirando, y qué acción correctiva, si corresponde, se requiere.
La acción correctiva puede incluir reducir la potencia del motor y aplicar el freno en uno o más ruedas para realinear el vehículo.

Comparando el índice Yaw real del vehículo con el índice Yaw objetivo, la computadora de a bordo puede identificar en qué grado está sobre o subgirado y cuál es la medida correctiva a implementar, si fuera necesario. La medida correctiva puede incluir reducir la potencia del motor así como aplicar el freno en una o más ruedas para realinear el vehículo.

Ubicación

El sensor de velocidad de gui√Īada generalmente se encuentra debajo del asiento del conductor o del pasajero, montado en el nivel piso para acceder al centro de gravedad del veh√≠culo.

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