Porsche desarrolla un sistema de distribución de torque por software

12/12/2019   |   Leer en 7 minutos  |   Ortega, J.
Porsche desarrolla un sistema de distribución de torque por software

El área de ingeniería de Porsche ha desarrollado y probado un sistema para SUV eléctricas que realiza una distribución variable de torque sin utilizar sensores adicionales, todo mediante software.

Porsche sistema AWD
Es un sistema pensado para la conducción en nieve

Pensando en atender situaciones específicas, donde los conductores se topan con caminos cubiertos en nieve o congelados, con vueltas cerradas y poco tiempo para frenar, donde un vehículo normal perdería fácilmente el control, Porsche ha desarrollado un sistema de distribución variable de potencia en las ruedas para futuras SUV eléctricas.

En una prueba que realizaron ya con el nuevo sistema en marcha, el resultado ante la circunstancia anterior fue que mientras el conductor gira el volante, la SUV sigue el camino correcto a pesar de las dificultades del camino sin frenar siquiera. 
La SUV en la que se hicieron pruebas en estos fríos ambientes es una completamente eléctrica con un sistema all wheel drive (AWD) con cuatro motores, uno para cada llanta.

Hasta ahora, esta tecnología había sido vista solamente en vehículos de exploración para otros planetas, pero ahora ha llegado al punto de ser una posibilidad para el día a día, ya que la división de ingeniería de Porsche desarrolló un sistema de control de torque para camionetas eléctricas de pasajeros.

Lo que hace a este sistema tan especial es que las características del sistema AWD fueron optimizadas exclusivamente a través de software. Los ingenieros de la marca alemana no contaron con la posibilidad de instalar sensores adicionales, y solamente se les permitió usar los dispositivos de control existentes. La tarea, en esencia, fue generar estabilidad por software.

Un control del torque completamente eléctrico

Los ejes delantero y trasero, y más específicamente cada llanta, tienen sus propios motores eléctricos, permitiendo una distribución de la potencia motora extremadamente variable.

En un sistema AWD convencional para un auto normal, hay un solo motor en funcionamiento, y por ello, como una regla, el rango de torque es fijo en todo momento: ya sea un tercio para el frente y dos para el eje trasero, u otras combinaciones semejantes.

Fabricación motores eléctricos Porsche

Este software es para autos eléctricos

Este radio de distribución en teoría puede ser modificado, pero se deben añadir ciertos aditamentos especiales para eso, como un clutch de fricción de múltiples discos.

En un vehículo eléctrico, en contraste, el torque es controlado completamente de forma electrónica, y por ello funciona considerablemente más rápido que los sistemas mecánicos convencionales.

Porsche desarrolló un sistema de control de torque especialmente preparado para las SUV eléctricas con tracción en las cuatro ruedas. Este sistema hace uso de un software que controla cuánto poder se transmite a cada rueda en cada momento.

Para un escenario normal, con condiciones ideales de conducción y en línea recta, una distribución de 50/50 sería lo óptimo, pero eso casi nunca existe, y por ello es que lo programaron para que si el conductor acelera a fondo, toda la potencia sea llevada a las ruedas traseras o a las ruedas frontales de forma suave. Esto hace que el vehículo sea notoriamente más estable, asegura el Dr. Martin Rezac, del equipo de ingeniería de Porsche.

La segunda tarea del software es ajustar el torque dependiendo de la velocidad de las llantas. Para ello se parte de un principio básico: todas las ruedas deberían girar a la misma velocidad. Esto es fácil de lograr en un camino seco, pero es más complejo cuando se conduce en un camino de nieve.

En este caso, el sistema de control de torque detecta la situación, que dista de ser óptima, e inmediatamente lleva el torque a las ruedas que están girando más lento. Esto también existe en el mundo de los motores de combustión, pero funciona más lento. En una SUV eléctrica, el software asume el rol del diferencial, con reacciones más rápidas y sin desgaste adicional.

La tercera función, y la que destacaron como la más importante, es que el sistema de control de torque se basa en el control de las dinámicas laterales. Gracias a este sistema, una SUV eléctrica puede evitar el subviraje o el sobreviraje cuando comienzan, de forma inmediata. El conductor, idealmente, no debería notar ninguna de las intervenciones que realiza el sistema de control de torque, ya que actúa de forma rápida y sutil. 

Un módulo observador está al pendiente en todo momento

Este sistema cuenta con un módulo que monitorea continuamente una variedad de factores: desde cuánta fuerza se está aplicando en el volante, cuánto está acelerando el conductor, y cuánto se está desviando el vehículo de la vertical. Si se detectan desviaciones, ya sea por sub o sobreviraje, el software interviene.

Camino nieve

Por la nieve como si hubiera rieles

Esto podría parecerse a lo que realiza un sistema de control electrónico de estabilidad (ESP) convencional, pero hay una diferencia: un sistema ESP sólo puede frenar las ruedas independientemente, pero en un vehículo eléctrico con un motor para cada llanta, se puede acelerar también. Esto lleva el vehículo en la dirección correcta sin perder velocidad.

La intervención también es menos notoria que en un sistema ESP, ya que el ruido proveniente del sistema antibloqueo de los frenos (ABS) no está presente en ningún momento.

Un proceso de calibración detallado

El programa de control electrónico de torque no solamente fue desarrollado, sino que requirió de calibración a través de pruebas reales de conducción. De acuerdo con la marca, sólo hubo dos inviernos donde pudieron realizar los ajustes más pequeños en un río congelado.

Gracias a una colaboración cercana entre el equipo de calibración y el equipo de desarrollo, pudieron solucionar todos los pequeños inconvenientes que surgieron, modificando el software para hacerlo más efectivo. 
Como el software está pensado para ser utilizado en vehículos de producción en serie, tuvo que ser probado para cada situación imaginable, sin importar lo improbable que pudiese parecer. Muchos conductores lo agradecerán cuando puedan conducir por la nieve como si fueran sobre rieles, concluyeron.

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