ESP son las siglas en alemán de «Programa Electrónico de Estabilidad»; el nombre genérico que usamos para este sistema es «control de estabilidad». Las siglas con que se nombra al control de estabilidad pueden variar según la marca (algunos ejemplos de siglas).
En todo caso, el objetivo del control de estabilidad es el mismo: hacer que el coche permanezca en la trayectoria deseada por el conductor cuando hay condiciones que podrían impedirlo. El control de estabilidad es, por tanto, una ayuda al conductor.
El 25 por ciento de los accidentes que se producen en Alemania se deben a que el conductor pierde el control del coche. En el 82,2 por ciento de esos accidentes, el coche recorre más de 40 m desde esa pérdida de control hasta la salida de la carretera o el choque (gráfico). En esas situaciones, cuando hay espacio para corregir la trayectoria, son en las que el control de estabilidad puede ser muy útil.
La eficacia del control de estabilidad está limitada por la velocidad del coche y la adherencia disponible; si la velocidad pasa de un cierto límite para la adherencia dada, el control de estabilidad no puede hacer nada.
Por ejemplo, el control de estabilidad es inútil mientras el coche hace «aquaplaning», porque ahí no hay contacto entre las ruedas y el suelo. Si pierde la trayectoria por esa causa, el control de estabilidad no es útil hasta que el neumático vuelve a tener contacto con el suelo (y, en ese momento, puede ser una ayuda muy grande).
Hay dos efectos posibles cuando el coche se aparta de la trayectoria deseada: subviraje y sobreviraje.
El subviraje se produce cuando ýpor ejemploý el conductor se encuentra está trazando una curva y encuentra que se cierra inesperadamente, cuando debe esquivar un obstáculo o cuando circula por curvas con suelo resbaladizo. Si hay subviraje, lo que ocurre es que el coche no gira lo suficiente para tomar la curva y se sale por el exterior, o incluso que sigue una trayectoria completamente recta (con o sin giro del coche sobre su eje vertical).
La otra posible pérdida de trayectoria es el sobreviraje. En algunos casos, el sobreviraje ocurre después del subviraje, cuando el coche vuelve a tener la capacidad de giro que había perdido y el conductor tiene la dirección muy girada. También se puede sobrevirar ýpor ejemploý si se circula a gran velocidad en curva y el conductor desacelera, o en curvas enlazadas donde se crea un movimiento consecutivo de balanceo en la carrocería.
Lo que hace el ESP es añadir giro cuando el coche subvira, y limitar el giro cuando sobrevira. En el primer caso, si ýpor ejemploý el coche pisa una superficie resbaladiza y tiende a salirse de la carretera, el control de estabilidad tratará de que el coche gire y se mantenga dentro de ella. En segundo caso, si el coche comienza a dar un giro brusco sobre sí mismo, el control de estabilidad detiene ese giro y hace que el coche tienda a seguir la dirección de las ruedas delanteras.
El control de estabilidad resulta especialmente eficaz en manos de conductores que lo tengan como un seguro en caso de error o circunstancias imprevisibles, más que para quienes lo usen como un instrumento para ir más rápido de lo que harían sin él.
Una trayectoria curva resulta de dos factores: uno, el coche tiene un movimiento que lo induce a seguir con la misma dirección, sentido y velocidad que lleva. Dos, una fuerza hace que el coche cambie de dirección y tienda a ir hacia el centro de la curva que describe.
La interacción de esos dos factores da una cierta trayectoria curva. De hecho, lo que hace el conductor al girar el volante es crear esa fuerza centrípeta que desvía el coche de la dirección que lleva. La trayectoria real del coche puede no coincidir con la curva que desea trazar el conductor por dos causas:
Subviraje. La cantidad de movimiento es excesiva o la fuerza centrípeta insuficiente. En ese caso, la trayectoria real es una curva más abierta de lo necesario. Puede ocurrir incluso que sea imposible crear una fuerza centrípeta bastante para que el coche cambie sustancialmente de dirección. En ese caso, el eje vertical del coche continúa su trayectoria en línea recta, con independencia que se produzca o no un giro alrededor de ese eje. Es decir, es posible que un coche gire sobre sí mismo pero que el eje de ese giro siga una línea recta.
Sobreviraje. La cantidad de movimiento es insuficiente o la fuerza centrípeta excesiva. En ese caso, la trayectoria real es una curva más cerrada de lo necesario. Puede ocurrir que, en un primer momento, la inercia sea suficiente para la fuerza centrípeta creada. Si, entonces, el coche pierde cantidad de movimiento (por ejemplo, porque el conductor desacelera), la fuerza centrípeta resulta excesiva y sobrevira.
Lo que hace el control de estabilidad es intervenir en el movimiento y en la fuerza centrípeta para ýdentro de lo posibleý adecuarlos a la trayectoria curva que desea el conductor.
La intervención en el movimiento consiste en una eventual reducción de la potencia del motor, que se produce automáticamente.
La intervención en la fuerza centrípeta (que siempre es indirecta, no se puede variar directamente) consiste en el frenado selectivo e independiente de las ruedas del coche, para aumentar o disminuir el giro que describe el coche sobre su eje vertical («guiñada»).
Si se produce un sobreviraje, el control de estabilidad frena la rueda delantera exterior a la curva. De esa manera se limita ese giro hasta dejarlo en el nivel adecuado. Así es como funcionan la primera y la segunda generaciones del control de estabilidad.
La diferencia entre la primera y la segunda generaciones es la respuesta en caso de subviraje. En ese caso, la primera generación frena la rueda trasera interior a la curva, para aumentar la guiñada y ýcon elloý la fuerza centrípeta. En ciertos casos, esta estrategia no es la mejor posible porque no produce el efecto buscado con la rapidez suficiente.
Desde 2002 hay nuevos controles de estabilidad más eficaces en estas circunstancias. Opel lo denomina «ESP Plus» (hecho por TWR) y lo tiene el nuevo Vectra. Renault lo llama «ESP con control de subvirado» (hecho por Bosch) y lo tiene el Mégane y el nuevo monovolumen Espace. También está disponible en otros modelos, como el Mazda6 y el Saab 9-3 Sport Sedán. Conforme aparecen nuevos modelos, la presencia de esta segunda generación es cada vez mayor.
En el caso de Opel, el control de estabilidad frena las dos ruedas traseras y la delantera del interior de la curva. El control de estabilidad de Renault, en el caso del Mégane, puede frenar las dos ruedas del interior de la curva. En el Espace hay tres estrategias, según sea la desviación de la trayectoria. Si es leve, frena la rueda trasera interior, como hace el control de estabilidad de primera generación. Si es más grande, frena las dos ruedas interiores de la curva. Si es muy fuerte, frena las dos ruedas delanteras (gráfico de funcionamiento).
Hay cuatro grupos de elementos en un control de estabilidad: sensores, unidad electrónica de control (ECU), modulador hidráulico y generador hidráulico.
Los sensores convierten una magnitud física en una señal eléctrica analógica o digital. El control de estabilidad utiliza cinco tipos de sensores, algunos de ellos compartidos con otros sistemas (como el antibloqueo de frenos): ángulo de dirección, guiñada, aceleración transversal, presión en el circuito de frenos y velocidad de las ruedas. Además, la ECU puede tomar de la red de datos del coche otras informaciones, como la posición del acelerador.
La ECU tiene varias funciones relacionadas directamente con el funcionamiento del control de estabilidad: genera la electricidad necesaria para el funcionamiento de los sensores que lo requieran, convierte las señales analógicas en digitales, estima las variables no medidas, compara los datos con los mapas programados, genera las señales necesarias para el funcionamiento del sistema (ampliadas o retardadas) y se conecta con otras centralitas a través de la red de datos.
Hay otras funciones que no están relacionadas directamente con el funcionamiento del sistema, como activar el indicador luminoso o llevar un registro de eventuales averías.
El modulador hidráulico es el dispositivo que se encarga de distribuir la presión del líquido de frenos en cada una de las cuatro ruedas. Tiene una electroválvula de entrada y otra de salida para cada rueda. Se alimenta de la bomba hidráulica principal del sistema de frenos y tiene acumuladores para el líquido sobrante, que permanece ahí hasta que vuelve al circuito de frenos.
El generador hidráulico da la presión necesaria cuando es precisa una intervención del control de tracción o estabilidad, pero el conductor no pisa el freno. Es una bomba eléctrica que alimenta a la bomba hidráulica principal del sistema de frenos.
Las variables que mide directamente el sistema son ángulo de dirección, la guiñada, la aceleración transversal, la presión en el circuito de frenos y la velocidad angular de las ruedas.
Con los datos de esas mediciones, la ECU determina otras variables que no mide directamente: velocidad lineal de desplazamiento, fuerzas longitudinales en las ruedas y deslizamiento en las ruedas.
En función de las variables que mide o determina, el sistema induce: fuerzas laterales en las ruedas, ángulo de deriva, ángulo del eje longitudinal del coche con relación a la dirección de desplazamiento (llamado «Angulo de flotación») y velocidad lateral.
Estas variables se comparan constantemente con las unas magnitudes programadas. Mediante pruebas en pista durante la fase de desarrollo, se determina ýpor ejemploý cual es la aceleración transversal máxima o la relación entre ángulo de dirección y guiñada. Los datos de esas pruebas están memorizados y sirven de referencia.
El control de estabilidad actúa para que las reacciones reales del coche se asemejen a las reacciones ideales, cuando no hay divergencia entre lo medido y lo memorizado. Para conseguirlo, lo que hace en última instancia es afectar (dentro de lo posible) a las fuerzas longitudinales y transversales de cada rueda. Con ese propósito se interviene en el motor o se frenan selectivamente las ruedas.
El funcionamiento del control de estabilidad prevalece sobre el de cualquier otro sistema. Por ejemplo, si deben actuar simultáneamente el antibloqueo de frenos y el control de estabilidad, este ultimo tiene prioridad porque se entiende que es más importante asegurar la trayectoria del coche.
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