Sistema de control de tracción

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Un sistema de control de tracción ( TCS ) es típicamente (pero no necesariamente) una función secundaria del control electrónico de estabilidad (ESC) en vehículos de producción en serie , diseñado para evitar la pérdida de tracción (es decir, el patinaje de las ruedas) de las ruedas motrices. El TCS se activa cuando la entrada del acelerador y la transferencia de potencia y par del motor no coinciden con las condiciones de la superficie de la carretera.

La intervención consiste en uno o más de los siguientes:

• Fuerza de frenado aplicada a una o más ruedas
• Reducción o supresión de la secuencia de chispas en uno o más cilindros
• Reducción del suministro de combustible a uno o más cilindros
• Cerrar el acelerador, si el vehículo está equipado con acelerador electrónico
• En los vehículos con turbocompresor , se activa un solenoide de control de refuerzo para reducir el refuerzo y, por lo tanto, la potencia del motor.

Normalmente, los sistemas de control de tracción comparten el actuador de freno electrohidráulico (que no utiliza el cilindro maestro y el servo convencionales) y los sensores de velocidad de las ruedas con el ABS .

La idea básica detrás de la necesidad de un sistema de control de tracción es que la pérdida de agarre en la carretera puede comprometer el control de la dirección y la estabilidad de los vehículos. Esto es el resultado de la diferencia en la tracción de las ruedas motrices. La diferencia en el deslizamiento puede ocurrir debido al giro de un vehículo o a las diferentes condiciones de la carretera para diferentes ruedas. Cuando un automóvil gira, sus ruedas exteriores e interiores giran a diferentes velocidades; esto se controla convencionalmente mediante el uso de un diferencial . Una mejora adicional del diferencial es emplear un diferencial activo que puede variar la cantidad de potencia que se entrega a las ruedas exteriores e interiores según sea necesario. Por ejemplo, si se detecta un deslizamiento hacia afuera mientras se gira, el diferencial activo puede entregar más potencia a la rueda exterior para minimizar el desvío (esencialmente el grado en el que las ruedas delanteras y traseras de un automóvil están desalineadas). El diferencial activo, a su vez, está controlado por un conjunto de sensores electromecánicos que colaboran con una unidad de control de tracción.

El predecesor de los sistemas de control de tracción electrónicos modernos se puede encontrar en los automóviles con tracción trasera de alto par y alta potencia como diferencial de deslizamiento limitado . Un diferencial de deslizamiento limitado es un sistema puramente mecánico que transfiere una cantidad relativamente pequeña de potencia a la rueda que no patina, al tiempo que permite que se produzca cierto giro de la rueda.

En 1971, Buick introdujo MaxTrac , que utilizaba un sistema informático temprano para detectar el giro de las ruedas traseras y modular la potencia del motor a esas ruedas para proporcionar la mayor tracción. ^[1] Un artículo exclusivo de Buick en ese momento, era una opción en todos los modelos de tamaño completo, incluidos el Riviera , Estate Wagon , Electra 225 , Centurion y LeSabre .

Cadillac introdujo el Sistema de Monitoreo de Tracción (TMS) en 1979 en el Eldorado rediseñado.

Cuando la computadora de control de tracción (que a menudo está incorporada en otra unidad de control, como el módulo ABS) detecta que una o más ruedas motrices giran significativamente más rápido que otra, invoca a la unidad de control electrónico del ABS para aplicar fricción de frenado a las ruedas que giran con tracción reducida. La acción de frenado sobre la(s) rueda(s) que patinan provocará la transferencia de potencia al(los) eje(s) de la rueda con tracción debido a la acción mecánica dentro del diferencial. Los vehículos con tracción en las cuatro ruedas (AWD) a menudo tienen un sistema de acoplamiento controlado electrónicamente en la caja de transferencia o el transeje activado (AWD activa a tiempo parcial) o bloqueado más firmemente (en una verdadera configuración de tiempo completo que impulsa todas las ruedas con algo de potencia todo el tiempo) para proporcionar torsión a las ruedas que no patinan.

Esto ocurre a menudo junto con la reducción del par motor disponible por parte de la computadora del tren motriz mediante la limitación electrónica de la aplicación del acelerador y/o el suministro de combustible, el retardo de la chispa de encendido, el apagado completo de los cilindros del motor y una serie de otros métodos, según el vehículo y la cantidad de tecnología que se utilice para controlar el motor y la transmisión. Hay casos en los que el control de tracción no es deseable, como cuando se intenta desatascar un vehículo en la nieve o el barro. Dejar que una rueda gire puede impulsar un vehículo hacia adelante lo suficiente como para desatascarlo, mientras que si ambas ruedas aplican una cantidad limitada de potencia no producirán el mismo efecto. Muchos vehículos tienen un interruptor de apagado del control de tracción para tales circunstancias.

En general, el hardware principal del control de tracción y del ABS es prácticamente el mismo. En muchos vehículos, el control de tracción se ofrece como una opción adicional al ABS.

• Cada rueda está equipada con un sensor que detecta cambios en su velocidad debido a la pérdida de tracción.
• La velocidad detectada por las ruedas individuales se transmite a una unidad de control electrónico (ECU).
• La ECU procesa la información de las ruedas e inicia el frenado de las ruedas afectadas a través de un cable conectado a una válvula de control automático de tracción (ATC).

En todos los vehículos, el control de tracción se inicia automáticamente cuando los sensores detectan pérdida de tracción en cualquiera de las ruedas.

• En los vehículos de carretera: el control de tracción ha sido tradicionalmente una característica de seguridad en los vehículos de alto rendimiento de gama alta, que de otro modo necesitan una entrada sensible del acelerador para evitar que las ruedas motrices patinen al acelerar, especialmente en condiciones de humedad, hielo o nieve. En los últimos años, los sistemas de control de tracción se han vuelto ampliamente disponibles en vehículos que no son de alto rendimiento, minivans y camionetas ligeras, y en algunos hatchbacks pequeños.
• En los autos de carrera : el control de tracción se utiliza como una mejora del rendimiento, lo que permite una tracción máxima durante la aceleración sin que las ruedas patinen. Al acelerar al salir de una curva, mantiene los neumáticos en una relación de deslizamiento óptima .
• En los camiones pesados : también está disponible el control de tracción. En este caso, el sistema de frenos neumáticos necesita algunas válvulas adicionales y lógica de control para implementar un sistema TCS (o a veces llamado ASR). ^[2]
• En motocicletas : el control de tracción para motocicletas de producción estuvo disponible por primera vez con la BMW K1 en 1988. Honda ofreció el control de tracción como una opción, junto con el ABS, en su ST1100 a partir de 1992. En 2009, el control de tracción era una opción para varios modelos ofrecidos por BMW y Ducati , el modelo Kawasaki Concours 14 (1400GTR) del año 2010 y la Honda CBR 650R en el año 2019, y la línea de motocicletas "Modern Classic" de Triumph.
• En vehículos todoterreno : el control de tracción se utiliza en lugar de, o además de, el diferencial mecánico de deslizamiento limitado o de bloqueo . A menudo se implementa con un diferencial de deslizamiento limitado electrónico , así como otros controles computarizados del motor y la transmisión. La rueda que gira se desacelera con aplicaciones cortas de los frenos, desviando más torque a la rueda que no gira; este es el sistema adoptado por Range Rover en 1993, por ejemplo. El control de tracción de frenos ABS tiene varias ventajas sobre los diferenciales de deslizamiento limitado y de bloqueo, como que el control de la dirección de un vehículo es más fácil, por lo que el sistema puede estar habilitado continuamente. También crea menos estrés en los componentes del tren motriz y la línea de transmisión, y aumenta la durabilidad ya que hay menos piezas móviles que pueden fallar. ^[3]

Cuando se programan o calibran para uso todoterreno, los sistemas de control de tracción como el control electrónico de tracción de cuatro ruedas (ETC) de Ford , que se incluye con AdvanceTrac , y el diferencial de freno automático de cuatro ruedas (ABD) de Porsche , pueden enviar el 100 por ciento del torque a una o más ruedas, a través de una estrategia de frenado agresiva o "bloqueo de freno", lo que permite que vehículos como el Expedition y el Cayenne sigan moviéndose, incluso con dos ruedas (una delantera, una trasera) completamente fuera del suelo. ^{[4] [3] [5] [6] [7]}

Existen unidades pequeñas pero muy efectivas que permiten al conductor quitar el sistema de control de tracción después de un evento si así lo desea. En Fórmula Uno , un esfuerzo por prohibir el control de tracción condujo a un cambio de reglas para 2008: cada automóvil debe tener una ECU estándar (pero mapeable a medida), emitida por la FIA , que es relativamente básica y no tiene capacidades de control de tracción. En 2003, Paul Tracy admitió que los equipos de CART usaron control de tracción en los noventa, un dispositivo que no fue legal formalmente hasta 2002 (aunque el cambio a un proveedor de motor único para 2003 revirtió la legalización). ^[8] En 2008, NASCAR suspendió a un conductor, jefe de equipo y propietario de un automóvil del Whelen Modified Tour por una carrera y descalificó al equipo después de encontrar un cableado cuestionable en el sistema de encendido, que podría haberse utilizado para implementar el control de tracción. ^[9]

El control de tracción no solo se utiliza para mejorar la aceleración en condiciones resbaladizas. También puede ayudar al conductor a tomar curvas de forma más segura. Si se aplica demasiada aceleración durante las curvas, las ruedas motrices perderán tracción y se deslizarán hacia los lados. Esto se produce como subviraje en los vehículos con tracción delantera y sobreviraje en los vehículos con tracción trasera. El control de tracción puede mitigar e incluso corregir el subviraje o el sobreviraje limitando la potencia a la rueda o ruedas con tracción superior. Sin embargo, no puede aumentar los límites de agarre por fricción disponibles y se utiliza solo para disminuir el efecto del error del conductor o compensar la incapacidad del conductor de reaccionar con la suficiente rapidez al deslizamiento de las ruedas.

Los fabricantes de automóviles establecen en los manuales de los vehículos que los sistemas de control de tracción no deben fomentar la conducción peligrosa ni fomentar la conducción en condiciones que escapen al control del conductor.

• Seguridad del automóvil

• Control de tracción en la Fórmula 1