La evolución electrónica en el auto Ing. Ricardo Lusternik En 1974

La evolución electrónica en el auto
Ing. Ricardo Lusternik
En 1974, un grupo de ingenieros pioneros reunidos en la Convergence
Transportation Electronics Association Conference, identificaron 55 áreas
probables donde la electrónica podría aplicarse y tener un papel decisivo en
el desarrollo de los automóviles.
En 1982, 37 de esas tecnologías, incluyendo subsistemas electrónicos,
estaban en producción. Se puede mencionar los sistemas de inyección
electrónica de gasolina (EFI), antibloqueo de freno (ABS), bloqueo
automático de puertas (ADL), control automático de crucero (ACC),
diagnóstico de abordo (ODS), recuerdo de mantenimiento y consumo de
combustible entre otros.
En 1993, el 93% de las tecnologías eran una realidad y equipaban a
vehículos de media y alta gama. Asimismo, se detectaron nuevas áreas
donde la tecnología electrónica podía aplicarse y que aquellos ingenieros
pioneros no pudieron imaginar. Al respecto, se puede mencionar los
sistemas de control de tracción (TCS), 4 ruedas directrices, ductos de
inducción de aire controlados electrónicamente, sintetizadores y
reconocimiento de voz, control de carga eléctrica entre otros.
La aplicación de la electrónica en el automóvil está íntimamente relacionada
con el desarrollo y la evolución de componentes electrónicos tales como el
diodo, el transistor y los circuitos integrados. Inicialmente, estos circuitos
integrados fueron del tipo analógico. Estos dispositivos permitieron el
desarrollo de radios, relojes, reguladores integrales de alternadores y
encendidos de estado sólido. La principal ventaja que manifestaron estos
dispositivos era su confiabilidad, reducción de peso y la velocidad de
respuesta respecto de los componentes convencionales.
Al inicio de los 70, los motores encendidos por chispa (SI) presentaban una
pobre perfomance respecto al consumo de combustible y las emisiones
gaseosas. Algunas de las razones de su pobre desempeño eran la ineficacia
de los sistemas de control empleados para el ajuste de los distintos
parámetros operativos. Estos sistemas de control eran poco precisos, de
baja velocidad de respuesta e incapaces de ajustar tales parámetros a los
infinitos regímenes de marcha propios de los motores. Por otra parte, el
costo de mantenimiento necesario era elevado, con frecuentes paradas
durante su vida operativa. El sistema de encendido de los motores
encendidos por chispa (SI) fue una las áreas donde la electrónica se mostró
rápidamente como un medio eficaz de control. Este sistema emplea un
ruptor (platino) para la interrupción de la corriente eléctrica del circuito
primario. Alrededor de los 10,000 kms este dispositivo comenzaba dar
muestras de desgaste, que incrementaba el consumo de combustible y las
emisiones gaseosas y deterioraba la perfomance general de la planta
motriz. Esto obligaba al mantenimiento periódico y a su reemplazo
alrededor de los 15000 kms. Los sistemas de encendido electrónico
reemplazaron al ruptor por un circuito electrónico que realizando el corte de
corriente primaria. Esto permitió reducir sensiblemente el mantenimiento
del sistema de encendido.
A fines de los 70, los circuitos integrados digitales ampliaron la capacidad
funcional de los sistemas electrónicos, cuando subsanaron los problemas de
temperatura y de sensibilidad ambiental que manifestaban los circuitos
integrados analógicos. Los microprocesadores son el corazón operacional de
las unidades de control electrónico (ECU) de todos los sistemas del
automóvil controlados electrónicamente.
En los 80, los microprocesadores de 4 y 8 bits evolucionaron hacia los de 16
bits permitiendo el desarrollo y la optimización de los sistemas de inyección
electrónica de gasolina (EFI), gestión electrónica de motor (EEM),
antibloqueo de freno (ABS), suspensión de dureza variable (ECS), de
navegación y guiado, dirección y climatización controlada electrónicamente.
Comparados con los primeros microprocesadores, los actuales han reducido
sus dimensiones físicas notablemente y han incrementado su capacidad
operacional alrededor de 25 veces.
En los 90, un área que impacto significativamente en la aplicación de la
electrónica fue el desarrollo de sensores inteligentes que permitió el diseño
de sistemas integrados de transmisión de potencia, freno, dirección,
navegación y diagnóstico de a bordo. La industria automotriz comprendió
que debía optimizar sus diseños considerando los requerimientos,
capacidades y limitaciones del conductor. Los diseñadores de automóviles
comenzaron a pensar en automóviles como un sistema integrado y no como
un conjunto de piezas y sistemas independientes. Esta filosofía de diseño
incrementará sustancialmente el contenido de los sistemas eléctricos electrónicos (E/E). La arquitectura de los nuevos vehículos incluye los
microprocesadores de 32 bits, redes multiplexadas estandarizadas, sistema
de gestión de energía (EMS) con alternadores de 42 volts, convertidores 42
-14 volts y módulos de gestión de energía y carga. Términos como
automatización e integración del vehículo se mencionarán con mayor
frecuencia.
En 1994, se estableció el programa Partnership for Next Generation Vehicles
(PNGV) como ejemplo en que organizaciones gubernamentales y sector
privado trabajan juntos para desarrollar tecnología de los vehículos del
futuro. El sistema integrado de seguridad (ISS) tiene como objetivo la
reducción de la probabilidad de colisión y la reducción de los efectos de la
colisión. En la actualidad, circulan por las carreteras de USA vehículos
equipados con el sistema control adaptativo de crucero (ACC). Este sistema
detecta vehículos más lentos adelante y ajusta la velocidad necesaria para
establecer la distancia segura de circulación y resumirá la velocidad cuando
la carretera esta despejada.
La introducción de los sistemas electrónicos y la tecnología asociada a los
componentes ocurrida en las últimas tres décadas ha sido una verdadera
revolución tecnológica. El objetivo para los próximos años de la industria es
el desarrollo de automóviles que puedan transportar 5 pasajeros cuyo
consumo sea de 33 kms por litro de combustible. Este objetivo solo será
posible alcanzarlo con la aplicación intensiva de la electrónica.
Docente Asociado
Centro Argentino de Tribología
Comité Técnico de la Cámara Argentina de Lubricantes
Docente
Universidad Tecnológica Nacional
Facultad Regional Haedo
Carrera Ingeniería Aeronáutica
Consultor Ingeniería Automotriz
Mockup SRL
[email protected]