¿Cómo funciona el ESP de un coche?

Se cumplen 25 años de la invención del control de estabilidad, un sistema de seguridad activa (es decir, que interviene para tratar de evitar una colisión; antes de que esta se produzca) obligatorio en la actualidad y que nació con la intención de evitar que el conductor pudiera perder el control del vehículo, especialmente al conducir sobre superficies deslizantes.

Las dos habilidades principales del control de estabilidad son evitar el sobreviraje (el coche desliza del eje trasero) y paliar el subviraje (el conductor trata de abordar una curva a demasiada velocidad, y el vehículo desliza del eje delantero; algo coloquialmente conocido como ‘irse de morro’).

Pero, a lo largo de estos años, ha ido ganando cada vez más responsabilidades, añadiendo a su papel de sistema de seguridad el de mejorador de la dinámica del vehículo. Así, en función de la marca y el modelo, el control de estabilidad se encarga de mejorar desde la motricidad (frenando, al acelerar, aquellas ruedas que patinan) a la inserción en las curvas (frenando las ruedas del lado interior) y pasando por controlar el descenso y el arranque en pendiente.

La Teoría

1.- ¿Qué es?

Es un sistema diseñado para garantizar que, dentro de los límites de la física, el coche reproduce las instrucciones que el conductor da a través del volante y los pedales. Para conseguirlo, es capaz de intervenir tanto en el acelerador como en los frenos, e incluso en otros sistemas (como la dirección asistida eléctrica o la amortiguación adaptativa).

2.- ¿Cómo lo hace?

Analiza las acciones del conductor sobre los mandos, calcula la trayectoria en la que deberían traducirse, compara esa trayectoria con la que está siguiendo realmente el coche y, en caso de discrepancia, ejecuta correcciones que crean fuerzas capaces de disminuir la desviación o erradicarla.

3.- ¿Qué fuerzas?

La principal herramienta del control de estabilidad es la frenada diferencial. Frenando una de las ruedas de un eje es capaz tanto de transferir par a la contraria (a través del diferencial) como de inducir una fuerza de guiñada (giro del vehículo sobre su eje vertical) que modifica la trayectoria del coche.

4.- ¿en la práctica?

Supongamos que el coche de la ilustración está comenzando a derrapar de atrás hacia la izquierda (flecha roja). Para evitarlo, es necesario generar una fuerza de giro en sentido contrario al derrapaje. El control de estabilidad acciona el freno de la rueda delantera izquierda. Eso genera dos efectos: reduce la velocidad del vehículo y le obliga a girar sobre su eje en sentido antihorario, neutralizando el sobreviraje.

…y la técnica

1. Sensores

Giroscopio

Va situado en el túnel central del vehículo, cerca del centro de gravedad. Informa al ESP de la aceleración real que experimenta el vehículo en las tres dimensiones, así como del giro sobre estas dimensiones (cabeceo, balanceo y guiñada). A partir de estos datos, el ESP calcula la trayectoria real del vehículo.

Giro del volante

El sensor de giro del volante es el principal informador del ESP acerca de las intenciones del conductor, pero también se analiza el desplazamiento de acelerador y la presión sobre el freno (tanto los valores como la velocidad a la que varían, para detectar situaciones de pánico).

Giro de las ruedas

El ESP utiliza la velocidad de giro de las ruedas para detectar cuándo derrapan, y ajustar la máxima fuerza de frenada que puede aplicarse sin llegar a bloquearlas. De esta forma, el ESP asume también las tareas de sistemas como el antibloqueo de frenos (ABS) y de control de tracción (ASR).

2. Actuadores

Unidad de control

Es el cerebro del sistema. Recibe datos de todos los sensores, envía instrucciones a la centralita del motor y, mediante unos electroimanes, regula las válvulas que aplican o reducen la presión en el freno de cada rueda.

Módulo hidráulico

Encargado de aplicar presión hidráulica para accionar los frenos. Cuenta con una bomba eléctrica (para generar la presión) y válvulas encargadas de aumentar, mantener o reducir esa presión de freno en cada una de las ruedas.

Gestión del motor

Si el conductor acelera en exceso (por ejemplo, al arrancar sobre hielo o mientras traza una curva), el ESP interviene, anulando la instrucción y suavizando la entrega de potencia para evitar el derrapaje o subviraje.

3. Modos

Casi todos los ESP cuentan con un modo en el que se le indica al sistema que sea más permisivo… aunque, en la actualidad, prácticamente nunca se desconecta por completo. Este modo sirve para traccionar mejor en superficies como barro o nieve, donde necesitamos que las ruedas derrapen, algo que el ESP trata de impedir ‘por instinto’. Los coches más deportivos cuentan con una modalidad que permite cierta inestabilidad (por ejemplo, el modo M Dynamic Mode de BMW), sobre todo, a baja velocidad.

Veredicto

El ESP nació como un sistema de seguridad, pero se ha convertido en una herramienta imprescindible para afinar el comportamiento de los coches e incorporar funciones de confort como el arranque en pendiente o necesarias en los vehículos eléctricos como el brake blending (la mezcla de frenada convencional y regenerativa). En la actualidad, su funcionamiento es tan sutil que resulta imperceptible… y no existe ninguna razón en absoluto para desconectarlo.