Articulo de referencia

respuesta dinámica de la dirección

La respuesta dinámica de la dirección ( DSR ) es un sistema avanzado de dirección asistida y seguridad vehicular que puede contrarrestar la inestabilidad o dificultad de la dire...

La respuesta dinámica de la dirección ( DSR ) es un sistema avanzado de dirección asistida y seguridad vehicular que puede contrarrestar la inestabilidad o dificultad de la dirección causada por fuerzas externas como fuertes vientos cruzados o carreteras irregulares, proporcionando la asistencia adecuada de la dirección. [ 1 ] La DSR asiste al conductor determinando la relación de dirección correcta en el sistema de dirección asistida del vehículo para realizar correcciones que estabilicen el vehículo y aumenten la seguridad. El sistema determina la relación de dirección (la cantidad de giro del volante con respecto a la cantidad de giro de las ruedas del vehículo) en función de factores como las condiciones actuales de la carretera y la velocidad del vehículo. Este sistema funciona mediante un motor eléctrico acoplado al mecanismo de dirección del vehículo que reduce o aumenta el par necesario para girar según la situación. [ 1 ] De esta manera, se requiere menos esfuerzo físico por parte del conductor, lo que crea una experiencia de conducción más cómoda en general. [ 2 ]

El DSR se implementó por primera vez en el SEAT León Cupra R de 2002. [ 3 ] Pero según Acumen Research and Consulting, al 4 de febrero de 2020, entre las empresas que han fabricado sistemas DSR, “los principales competidores son BMW , Ford Motor , Volvo , ZF-TRW, AUDI , Bosch , Denso Corporation , Danfoss y Knorr-Bremse ”. [ 4 ] Pero la implementación del DSR no se limita a los coches comerciales, ya que los autobuses y los vehículos industriales también han aprovechado la tecnología.

Componentes

Los componentes principales de los sistemas de respuesta dinámica de la dirección en automóviles son la unidad de control, los sensores y el motor eléctrico. [ 5 ] La unidad de control actúa como la computadora de la unidad DSR y da instrucciones al motor eléctrico. Las instrucciones se determinan evaluando los datos de los sensores para calcular las correcciones de dirección apropiadas. [ 5 ] Los sensores recopilan datos como la velocidad actual del vehículo, el ángulo de giro, las condiciones del terreno, la aceleración del viento lateral y el par aplicado al volante. [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] El motor eléctrico es un dispositivo alimentado por electricidad que agrega par en forma de energía mecánica a un mecanismo de dirección (el mecanismo responsable de traducir la rotación del volante en el giro real de un vehículo). Después de calcular las correcciones de dirección necesarias, la unidad de control ordena al motor eléctrico que aplique el par necesario al mecanismo de dirección hidráulica del vehículo. [ 5 ] Para el control del motor, este recoge los datos 2000 veces por segundo (como en la serie FM de camiones Volvo) basándose en la entrada del conductor y de los sensores a bordo. Su propósito es proporcionar un control de dirección preciso en cualquier situación.

Corrección de la dirección en determinadas situaciones

El sistema de respuesta dinámica de la dirección puede adaptarse a diversos entornos que requieran asistencia a la dirección. Los sensores monitorean constantemente las condiciones de la carretera y la velocidad del vehículo, y transmiten esta información a la unidad de control. Las instrucciones de la unidad de control al motor eléctrico varían según las condiciones ambientales a las que se enfrenta el vehículo. [ 1 ] [ 2 ] [ 5 ]

Estabilización por viento cruzado

Cuando se detecta viento lateral, los sensores del sistema DSR recopilan datos como la aceleración del viento lateral (la fuerza del viento lateral perpendicular al vehículo), la fricción de los neumáticos (la fuerza entre los neumáticos y la superficie que impide que se deslicen), la inercia del vehículo (la tendencia del vehículo a conducir en una dirección estable) y el ángulo de dirección actual. También se tienen en cuenta datos observados, como el comportamiento de conducción y la desviación de la dirección. El comportamiento de conducción se determina mediante la acumulación de datos durante un período prolongado, en lugar de los datos recopilados por los sensores en tiempo real, como los mencionados anteriormente. La desviación de la dirección también se determina durante un período prolongado, donde se registra la tendencia del conductor a girar el volante fuera del centro al conducir en línea recta. La unidad de control utilizará los datos anteriores para calcular la fuerza del viento lateral que actúa sobre el centro de masa del vehículo y determinar el par que el motor eléctrico debe ejercer sobre el sistema hidráulico de la dirección para endurecer el volante adecuadamente. [ 7 ]

Caminos irregulares

Los sensores del sistema DSR monitorean constantemente las condiciones de la carretera para detectar obstáculos como pavimento irregular o baches . Si las condiciones de la carretera hacen que un vehículo se desvíe de su trayectoria, el DSR corregirá su rumbo aplicando el par necesario a la columna de dirección de forma autónoma. [ 1 ] Los conductores no tienen que estabilizar el volante manualmente, ya que el DSR contrarrestará las vibraciones del volante causadas por carreteras irregulares. [ 6 ]

Velocidades rápidas/lentas

En situaciones donde el vehículo viaja a altas velocidades, el sistema DSR endurecerá el volante y reducirá la relación de dirección para permitir que el vehículo viaje en una dirección estable. [ 1 ] [ 2 ] El volante se fijará en su lugar en lugar de que el conductor lo sujete firmemente para evitar vibraciones. A velocidades más bajas, el sistema DSR aumentará la relación de dirección al proporcionar el motor eléctrico mayor asistencia al sistema de dirección hidráulica. [ 2 ] Por lo tanto, se necesita aplicar menos torque al volante al realizar giros bruscos. Esto hace que la acción de la dirección se sienta más ligera y controlada. [ 5 ]

Beneficios

Aumenta la maniobrabilidad del vehículo, lo que facilita la conducción. Gracias a la retroalimentación y detección continua del sistema, se elimina el esfuerzo físico de la dirección incluso a bajas velocidades, independientemente de la carga. Mejora la estabilidad direccional a altas velocidades, eliminando la necesidad de pequeños ajustes en la dirección. Reduce el impacto de las irregularidades de la carretera, como baches y hoyos, en el volante. Detecta las desviaciones no deseadas en las ruedas y el servomotor eléctrico las compensa.

Los sistemas de respuesta dinámica de la dirección reducen el par motor necesario para que los conductores realicen giros y estabilicen sus vehículos. En 2018, un estudio publicado en el International Journal of Occupational Safety and Ergonomics determinó que la dirección dinámica reducía la actividad muscular general en un promedio del 15-25% al ​​girar. También se observó una reducción del 68% en la actividad muscular durante las maniobras de dirección que requerían un rango completo de movimiento por parte de los conductores. [ 8 ] La dirección dinámica hace que la conducción sea una experiencia más cómoda, ya que reduce considerablemente el dolor y el riesgo de lesiones por la actividad muscular. [ 2 ]

Los sistemas DSR también hacen que la conducción sea más segura, ya que la estabilidad del vehículo y el control de la dirección mejoran notablemente. Los obstáculos en la carretera, como terrenos irregulares o baches, pueden provocar una conducción inestable. Sin embargo, con DSR, los vehículos ahora tienen mayor estabilidad direccional, contrarrestando las fuerzas de las superficies irregulares y los baches, lo que reduce los accidentes. Además de la reducción de la fatiga al volante, el control preciso de los giros y la estabilidad a velocidades más altas aumentan la seguridad con la implementación de DSR. También se contempla el problema de posibles fallos eléctricos o de sensores en el DSR. En tal caso, el DSR está programado para apagarse y desconectar el motor eléctrico para que el vehículo vuelva a la dirección hidráulica (dirección sin la asistencia del DSR). [ 5 ] [ 9 ]

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Referencias

  1. 1 2 3 4 5 Cannon, Jason (19 de septiembre de 2019). "Prueba de manejo: Dirección dinámica Volvo" . Commercial Carrier Journal . Archivado del original el 30 de enero de 2020.
  2. 1 2 3 4 5 "ESTUDIO DEMUESTRA CLAROS BENEFICIOS PARA EL CONDUCTOR CON LA DIRECCIÓN DINÁMICA DE VOLVO" . Volvo Buses . 14 de enero de 2020. Archivado del original el 27 de septiembre de 2020.
  3. NOTICIAS DE SEAT (03-07-2003). "Nuevo SEAT León Cupra R" . VWVortex .
  4. "El mercado de sistemas de dirección dinámica para automóviles alcanzará un valor aproximado de 2.017,4 millones de dólares estadounidenses en 2026" . GlobeNewswire . 4 de febrero de 2020.
  5. 1 2 3 4 5 6 7 "¿CÓMO FUNCIONA: QUÉ ES LA DIRECCIÓN DINÁMICA DE VOLVO?" . Volvo Buses . 22/01/2020. Archivado del original el 29/09/2020.
  6. 1 2 Seo, Ja-Ho; Oh, Kwang-Seok; Noh, Hong-Jun (2019-06-21). "Algoritmo de control de dirección basado en control predictivo de modelo para la eficiencia de dirección de un conductor humano en grúas todoterreno" . Avances en Ingeniería Mecánica . 11 (6). doi : 10.1177/1687814019859783 . S2CID 197447570 . 
  7. 1 2 Pfeiffer, Jens; Rudibert, King (2018-02-09). "Control robusto de la resistencia y la respuesta dinámica lateral para vehículos de carretera expuestos a ráfagas de viento cruzado" . Experiments in Fluids . 59 (3): 45. Bibcode : 2018ExFl...59...45P . doi : 10.1007/s00348-017-2479-7 . S2CID 125804163 . 
  8. Ahlström, Christer; Gink Lövgren, Maria; Nilsson, Mats; Dukic Willstrand, Tania; Anund, Anna (2019-07-03). "El efecto de un sistema de dirección activa en la actividad muscular de los conductores de autobuses urbanos" . International Journal of Occupational Safety and Ergonomics . 25 (3): 377– 385. doi : 10.1080/10803548.2018.1445465 . ISSN 1080-3548 . PMID 29482453. S2CID 3583520 .   
  9. Berg, Tom (17 de septiembre de 2019). "La dirección dinámica de Volvo reduce el esfuerzo y la fatiga del conductor" . Landline . Archivado del original el 30 de octubre de 2020.
  10. "Camiones Volvo" .