Dirección electroasistida, ¿qué es y cómo funciona este sistema?

La dirección electroasistida no es una tecnología de aparición reciente, pero la evolución que ha experimentado este sistema a lo largo de los últimos años sí ha permitido dar muchos pasos adelante en la industria del automóvil, logrando por ejemplo que los vehículos aparquen solos, vuelvan a su carril por decisión propia en caso de desvío de la trayectoria e incluso sean capaces de detectar si el conductor ha retirado sus manos del volante. Todas ellas, funciones de seguridad autónomas que han acelerado la incorporación de este sistema cada vez más en coches nuevos.

En su Blog del Taller Mecánico (BTM), la empresa dedicada a la distribución de maquinaria para profesionales, Iberisa SL, analiza los principales aspectos de la dirección electroasistida.

¿En qué consiste?

Cuando se gira el volante, el sensor de dirección detecta su posición y la velocidad de rotación. Esta información, junto con la entrada de un sensor de par de la dirección montado en el eje de la dirección, se envía al módulo de control de la dirección asistida. Otras entradas, como la velocidad del vehículo y las entradas del control de tracción o los sistemas de control de estabilidad, se toman en cuenta para determinar cuánta asistencia de dirección se requiere.

Seguidamente, el módulo de control ordena al motor que gire una cierta cantidad y un sensor ubicado en el motor proporciona retroalimentación al módulo de control para que pueda monitorear la posición del motor.

Iberisa recuerda que, en sistemas más antiguos, si un sensor u otro componente de la dirección falla o produce datos fuera del rango, el autodiagnóstico debe detectar la avería, establecer un código y probablemente deshabilitar la asistencia eléctrica. Se iluminará una luz de advertencia para alertar al conductor, que notará un aumento significativo en el esfuerzo de dirección al girar el vehículo. El objetivo del sistema es evitar el sobrecalentamiento y dañar el motor eléctrico.

Evolución del sistema

Los sistemas eléctricos más avanzados han estado en el mercado durante una década y su complejidad aumenta cada año. Se trata de sistemas cada vez más potentes y que requieren de una mayor información por parte de los diferentes sistemas del vehículo. ¿El objetivo? Una mayor seguridad, sensación de conducción y comodidad para el conductor.

El moderno módulo de dirección electroasistida se comunica con, al menos, el ABS y el módulo de control del motor a través de un CAN Bus de alta velocidad. Dicho módulo también puede ver otras informaciones adicionales a través de una puerta de enlace.

La aplicación de dirección eléctrica más avanzada utiliza un motor sin escobillas bidireccional, sensores y un controlador electrónico para proporcionar asistencia de dirección. El motor impulsará un engranaje que se puede conectar al eje de la columna de dirección o al bastidor de dirección.

Al igual que los sistemas más antiguos, los sensores ubicados en la columna de dirección miden dos entradas de impulsor principales: par (esfuerzo de dirección) y velocidad/posición del volante. El controlador procesa el esfuerzo de dirección y la posición del volante a través de una serie de algoritmos de asistencia y regresa para producir la polaridad y la corriente adecuadas para el motor.

Lo que realmente diferencia a los sistemas más avanzados de los sistemas clásicos son dos aspectos: la forma de resolver el par y los sensores de posición de la dirección.

Los sensores pueden medir cambios más pequeños en las entradas del controlador, en comparación con los sensores de algunos sistemas más antiguos. Existen tres tipos de sensores de par electrónicos, clasificados en tipos de contacto y sin contacto. Los segundos utilizan un rotor magnético con piezas polares alternas y están unidos a la barra de torsión. Por su parte, los sensores tipo Hall controlan el giro de la barra de torsión, midiendo el cambio en el flujo magnético generado por su posición en las paletas ubicadas en los anillos del estator del sensor.

Cuando el rotor se mueve, un cambio en el flujo magnético producirá una señal a un circuito integrado de detección analógica, que procesará la señal y enviará la información al algoritmo de asistencia del controlador.

Pero con datos más precisos y módulos más rápidos, el motor eléctrico está haciendo en estos tiempos mucho más que solo ayudar al conductor. Así, montando algunos sensores de proximidad en los parachoques, es posible estacionar un vehículo en paralelo de forma autónoma. Si además agregamos cámaras delanteras y traseras, así como sensores de proximidad en los espejos laterales a un vehículo que cuenta con sistema de salida de carril, se puede indicar cuándo el vehículo está saliendo de su carril y detectar a través de un software si es un cambio voluntario o fruto de una distracción.

Así funciona

Futuro de la dirección electroasistida

Iberisa prevé un futuro «brillante» para esta tecnología, puesto que los fabricantes de vehículos buscan mejorar la economía de combustible y agregar características que puedan diferenciar sus modelos de los de la competencia. Sin ir más lejos, la dirección asistida eléctrica puede ayudar a la hora de controlar la estabilidad del coche.

Además, los nuevos sistemas de dirección funcionan con los sistemas ABS y ESC para hacer pequeñas correcciones en la dirección y así mantener el vehículo en posición recta. Esta ayuda resulta muy útil si, por ejemplo, un vehículo está frenando sobre una superficie con niveles de tracción desiguales. En el caso de la dirección electroasistida de los BMW, se harán pequeñas correcciones (imperceptibles para el conductor) en el ángulo de la rueda para que la corrección a través del ABS sea más efectiva.

Todas estas integraciones no serían posibles si los sensores de ángulo de giro y dirección no fueran precisos. Y es que la dirección adaptativa (o activa) cambia la proporción entre las acciones del conductor en el volante y en el bastidor. Algo que, en los vehículos tradicionales, consiste en una relación de dirección fija.

Con esta nueva tecnología, la relación de la dirección cambia continuamente con la velocidad del vehículo, optimizando la respuesta de la dirección en todas las condiciones. De este modo, a velocidades más bajas, el vehículo se vuelve más ágil y fácil de girar. Adicionalmente, se logra que cada maniobra a baja velocidad requiera de menos giro del volante.

En cambio, a velocidades de autopista, el sistema optimiza aún más la respuesta de la dirección, permitiendo que el vehículo reaccione de manera más suave y precisa a la entrada del conductor. La dirección adaptativa puede ayudar al conductor a sentirse más cómodo y puede hacer que cualquier manejo sea más agradable.

El sistema de BMW coloca un engranaje planetario controlado electrónicamente entre el bastidor y el motor. Por su parte, Audi y Lexus colocan una caja de reducción de engranajes entre el volante y la cremallera con un mecanismo de bloqueo incluido como seguro contra averías. En cambio, el nuevo sistema de relación variable de Ford utiliza un actuador controlado que se ubica dentro del volante y no requiere cambios en el sistema de dirección tradicional de un vehículo.

A la hora de visitar el taller, el mantenimiento de estos sistemas requerirá formación y herramientas de diagnosis mejoradas, y el diagnóstico de estos sistemas también requerirá una comprensión avanzada de los buses CAN. Pero, regresando al presente y con la mirada puesta en el futuro cercano, Iberisa indica que el paso más importante que pueden hacer los talleres hoy es formarse para saber abordar la calibración de los sensores de posición de la dirección tras la realización de un servicio y/o la alineación del sistema de dirección.