El hardware se une al software: desde los sistemas mecánicos a la unidad de control interconectada

.- La Plataforma Electrónica de Chasis conecta entre sí los distintos componentes mecánicos del chasis
.- La recuperación de energía en frenada crea una nueva dimensión para la eficiencia
.- Futura fusión del control del chasis y del sistema de propulsión en un ordenador integrado de dinámica del vehículo
.- La nueva y avanzada unidad de control es claramente más potente y unas diez veces más rápida que los sistemas actuales

Madrid, 20 de agosto de 2020 – Hace exactamente 40 años, Audi revolucionó el mundo del automóvil. En 1980, con su tracción permanente a las cuatro ruedas denominada quattro, la compañía presentó un nuevo enfoque de la tecnología de chasis que aún hoy en día expresa el lema “A la vanguardia de la técnica”. Actualmente, gracias a la interconexión inteligente de la Plataforma Electrónica de Chasis (ECP), los innovadores sistemas de chasis son capaces de desplegar todo su potencial, como el dispositivo electromecánico de estabilización activa del balanceo (eAWS), la suspensión activa predictiva y la dirección dinámica a las cuatro ruedas (DAS). En el Audi e-tron, el sistema integrado de control de frenos (iBRS) es un ejemplo de cómo la eficiencia se convertirá en la tercera variable en el desarrollo del chasis, junto con el confort de marcha y la deportividad. Como unidad de control de alta tecnología, el futuro ordenador de dinámica del vehículo puede gestionar simultáneamente hasta 90 componentes.

Hacia un cerebro integrado de dinámica del vehículo
Audi avanza en el concepto de integrar la tecnología del chasis y del sistema de propulsión. En el futuro, un procesador integrado de la dinámica del vehículo se encargará del control de la dinámica longitudinal y transversal, así como de la gestión de la energía y de la cadena cinemática: recuperar la energía durante una frenada, determinar en milisegundos la fuerza de compresión del amortiguador y mantener el vehículo en la trayectoria exacta, todo ello prácticamente al mismo tiempo. El objetivo de desarrollo para las futuras generaciones de chasis es claro: además de un mayor margen entre la deportividad y el confort, la integración de tecnologías de eficiencia desempeñará un papel clave.

El futuro procesador de dinámica del vehículo será claramente más potente que el actual la actual Plataforma Electrónica del Chasis (ECP) y controlará casi todas las funciones de la dinámica longitudinal, transversal y vertical; por ejemplo, el chasis, el sistema de propulsión y las funciones de recuperación. Funcionará unas diez veces más rápidamente que los sistemas actuales y podrá controlar hasta 90 funciones, en comparación con las 20 que es capaz de gestionar la actual ECP. Otra novedad será su capacidad modular para funcionar con diversos tipos de sistemas de propulsión: vehículos eléctricos, híbridos o con motor de combustión, así como de tracción delantera, total o trasera para modelos eléctricos. Como resultado, el ordenador central de la dinámica del vehículo, además de las funciones car-to-x, permitirá también funciones específicas. Su preciso cálculo de datos también ejecutará las operaciones de las funciones avanzadas de asistencia a la conducción.

Mediante el control electrónico inteligente, el desarrollo de la tecnología del chasis en Audi impulsa la interconexión de los componentes mecatrónicos individuales y las funciones del vehículo. La Plataforma Electrónica del Chasis debutó en el Audi Q7 en 2015. Hoy en día interconecta los componentes individuales de los sistemas de chasis de los modelos de las gamas media, grande y de lujo en Audi. Gracias a esta interconexión inteligente de tecnologías de chasis en continuo desarrollo, como la tracción integral permanente quattro, la suspensión neumática adaptativa o la dirección dinámica a las cuatro ruedas, Audi ha forjado un exitoso vínculo entre un confort de marcha superior y una dinámica de conducción de primer orden.

La interconexión como activador: flexibilidad sin precedentes, de confortable a deportivo
Un ejemplo que ilustra perfectamente el enorme esfuerzo que Audi invierte en el diseño técnico del chasis es el sistema electrónico de estabilización del balanceo de los Audi SQ7 y SQ8, que puede desplegar todo su potencial gracias a la interconexión inteligente. En estos SUV grandes se reducen al mínimo los movimientos de la carrocería en curva y en cambios de carga. Además, el sistema proporciona unas capacidades de dinámica transversal sorprendentemente altas y, por tanto, una excepcional experiencia de conducción.

En curvas rápidas, debido al ajuste electrónico de la barra estabilizadora, el balanceo de la carrocería se reduce porque, en milisegundos, levanta suavemente el lado de la carrocería exterior a la curva aplicando un par de hasta 1.200 Nm que se opone a la fuerza centrífuga. Esto hace posible mayores velocidades de paso por curva y también reduce netamente las reacciones de cambio de carga. En una trayectoria recta, por ejemplo en una carretera de superficie desigual, un sistema de engranajes planetarios desconecta las dos mitades de la estabilizadora, lo que mejora el confort de marcha. Como unidad de control central, la Plataforma Electrónica de Chasis también combina la información de otras tecnologías del chasis en el SQ7 y el SQ8, como el sistema de dirección en las cuatro ruedas, la suspensión neumática y el diferencial deportivo quattro. El conductor experimenta esta estrecha interconexión con alta precisión y agilidad en la conducción.

En el Audi A8 existe otra función destacada del chasis que mejora el confort. Se basa en un sistema de suspensión completamente activo de funcionamiento electromecánico. En cada rueda hay un motor eléctrico alimentado por el sistema principal de 48 voltios. Cada cinco milisegundos, la EPC envía señales de control a la suspensión activa. Una transmisión por correa y un compacto engranaje de transmisión de onda convierten el par del motor eléctrico en 1.100 Nm y lo transfieren a una barra de acero. Desde su extremo, la fuerza llega al chasis a través de una palanca y una bieleta de acoplamiento. En el eje delantero actúa sobre la columna de la suspensión neumática de la suspensión adaptativa; en el eje trasero lo hace en el triángulo de control transversal de la suspensión.

De esta manera, cada rueda del Audi A8 puede ser independientemente sometida o liberada de carga adicional y adaptada a las condiciones de la carretera. Como resultado, controla activamente la posición de la carrocería en cualquier situación. Gracias a la flexibilidad de la suspensión activa, las características de conducción se amplían a una gama totalmente nueva. Cuando el conductor selecciona el modo dynamic con el Audi drive select, el coche se vuelve más deportivo: traza las curvas con firmeza, reduciendo a la mitad el balanceo que tendría la carrocería con la suspensión normal y con menor cabeceo en las frenadas. En el modo comfort, sin embargo, flota suavemente a través de las irregularidades sobre superficies de cualquier tipo. Para estabilizar la carrocería, la suspensión activa suministra energía constantemente a la carrocería o la elimina. De esta manera, los conductores y los pasajeros están prácticamente “desconectados” de la cadena cinemática mecánica y de los efectos de la conducción.

Asimismo, en caso de un impacto lateral inminente a más de 25 km/h, la suspensión activa del A8 eleva instantáneamente la carrocería hasta 80 milímetros, lo que provoca que el vehículo involucrado colisione con una zona aún más resistente. De esta manera, la deformación del espacio para los pasajeros y el impacto sobre los ocupantes, especialmente en la zona del tórax y el abdomen, pueden ser hasta un 50 por ciento más bajos que en un choque lateral sin elevación de la suspensión. Aquí, de nuevo la ECP es responsable de activar la suspensión activa y su interconexión con otros componentes del chasis, como los muelles neumáticos. El resultado: un confort de suspensión excelente y la máxima seguridad.

Frenada superior: el sistema integrado de control de frenos en el Audi e-tron
El sistema integrado de control de frenos (integrated Brake Control System iBRS) de los modelos e-tron de Audi ilustra la creciente interconexión entre la tecnología del chasis y del sistema de propulsión. Gracias a ello, la eficiencia se convierte en el tercer objetivo del desarrollo del chasis, junto con el confort y la deportividad.

El sistema de recuperación, por ejemplo, contribuye hasta un 30 por ciento a la autonomía el SUV eléctrico. El iBRS incluye en este proceso los dos motores eléctricos, así como el sistema integrado de frenado hidráulico. Es el primero en combinar tres tipos diferentes de recuperación: la manual en retención mediante las levas de cambio; la automática en retención mediante el asistente de eficiencia predictiva; y la recuperación en frenada con una transición suave entre la desaceleración eléctrica e hidráulica. Hasta 0,3 g, el Audi e-tron desacelera exclusivamente con los motores eléctricos, sin utilizar el freno convencional, lo que ocurre en más del 90 por ciento de las ocasiones. Como resultado, prácticamente todas las maniobras normales de frenado proporcionan energía a la batería.

Mediante las levas del cambio, el conductor del el Audi e-tron puede seleccionar el nivel de recuperación en retención. En el nivel más bajo, cuando el conductor levanta el pie del acelerador, el coche avanza por inercia sin retención. En el nivel más alto reduce notablemente la velocidad; tanto, que el conductor puede desacelerar y acelerar solo con el pedal del acelerador. Esto se conoce como “one pedal feeling”, porque en esas condiciones no se usa el pedal de freno. Los frenos de las ruedas actúan solo por debajo del umbral de 10 km/h, si la deceleración es superior a 0,3 g o si la batería está totalmente cargada y, por lo tanto, no es posible recuperar energía.

Gracias a este nuevo concepto de accionamiento electrohidráulico de los frenos, del que Audi es pionera en el mundo en un automóvil eléctrico de producción, el conductor no percibe la transición desde la fase de recuperación con freno eléctrico mediante los motores hasta el frenado convencional por fricción del sistema hidráulico. Esta combinación da como resultado un tacto del pedal variable, con un punto de presión constante y claramente definido, como en un vehículo con un motor de combustión interna convencional y frenos hidráulicos. Como el pedal de freno no está conectado al sistema hidráulico, la transición de la retención eléctrica al freno convencional es suave y el conductor no la puede percibir en el pie.

Esto es posible gracias a un complejo sistema electrohidráulico: un pistón hidráulico en el módulo compacto de frenos genera una presión y una fuerza de frenado adicionales que complementan el par de retención. En un frenado de emergencia automatizado, solo transcurren 150 milisegundos desde el momento en que se inicia la desaceleración hasta que se aplica la máxima presión de frenado entre las pastillas y los discos. Dependiendo de la situación de conducción, el sistema integrado de control de frenos electrohidráulico decide si el Audi e-tron desacelerará mediante los motores eléctricos, utilizando los frenos hidráulicos o una combinación de ambos, de forma individual en cada eje. Con este sistema, el SUV eléctrico aprovecha su máximo potencial de recuperación.

La interconexión también destaca en el Sistema de Control de Frenos integrado, con el iBRS complementado con el asistente de eficiencia, que forma parte del equipamiento de serie. El sistema reconoce el entorno y la ruta del tráfico utilizando sensores de radar, imágenes de cámara, datos de navegación e información del sistema car-to-x. Tan pronto como sea conveniente que el conductor levante el pie del pedal del acelerador, esa información aparecerá en el Audi virtual cockpit. En interacción con el control de crucero adaptativo opcional, el asistente de eficiencia también puede desacelerar y acelerar de forma predictiva el SUV eléctrico.