Mercedes y NIO/China están al principio y ZF Friedrichshafen participa como proveedor. La dirección asistida por cable es el sistema de dirección del futuro, ya que la tecnología es un requisito previo básico para la conducción autónoma. Esto crea un nuevo segmento de mercado para los circuitos impresos y los sistemas electrónicos.
En la tecnología aeronáutica, el 22 de febrero de 1987 marcó un hito. El sistema "fly-by-wire" entró en la producción en serie con el primer vuelo del Airbus A320. Ya entonces, la triple redundancia de cables y sistemas garantizaba un alto nivel de seguridad.
En la industria automovilística pasaron unos 40 años antes de que el sistema "steer-by-wire" (SbW) se fabricara en serie. El autor de esta columna ya informó sobre el desarrollo del "steer-by-wire" para los coches del futuro en PLUS 8/2018.
Fig. 2: Conexiones redundantes entre el innovador volante de yugo, los sensores y actuadores, así como las unidades de control para una máxima seguridad
A diferencia de la dirección convencional, en la que existe una conexión mecánica a través de la articulación de la dirección y la caja de cambios, SbW utiliza sensores electrónicos, actuadores y unidades de control. El volante transmite señales eléctricas a la unidad de control, que mueve la dirección.
Las ventajas son
- Reducción del peso del volante (fuerza de dirección) y de la circunferencia, ahora diseño de yugo
- Mejora del diseño interior del vehículo
- Mayor flexibilidad en la arquitectura del vehículo
- Integración en sistemas de conducción autónoma
Funcionamiento detallado del sistema Steer-by-wire: en función de la velocidad y la situación de conducción, un actuador situado en el volante (unidad de realimentación de la dirección; SFU) transmite la señal de dirección del conductor a la unidad de cremallera de la dirección (SRU), que dirige las ruedas. La SFU también genera el típico tacto de la dirección. El desacoplamiento mecánico del volante y las ruedas significa que no hay contrafuerza directa. En su lugar, el contacto neumático-carretera se calcula sobre la base de un modelo que utiliza las fuerzas de recuperación de las ruedas directrices y se genera sintéticamente en consecuencia.
Las empresas más importantes del mercado de sistemas de dirección asistida por cable para vehículos de motor son las siguientes
- Nissan Motor Company (Japón)
- ZF Friedrichshafen (Alemania)
- JTEKT Corporation (Japón)
- Thyssenkrupp (Alemania)
- Paravan (Alemania)
- Nexteer Automotive (EE.UU.)
- Danfoss Power Solutions (EE.UU.)
- SKF (Suecia)
- LORD (EE.UU.)
- Eaton (Irlanda)
Fig. 3: Sensación de la dirección, fuerza de la dirección (peso de la dirección) y dirección directa seleccionables, movimiento reducido de la dirección gracias al innovador volante de yugo a la izquierda
NIO ET9 equipado con el sistema de dirección asistida por cable de ZF
Como componente central del chasis "SkyRide" de NIO, China, el sistema de dirección asistida por cable se ha desarrollado en estrecha colaboración con el grupo tecnológico alemán ZF. La cooperación con proveedores europeos es una parte importante de la estrategia europea de NIO.
El sistema ofrece una dirección totalmente digital que puede ampliarse continuamente con funciones de conducción autónoma y actualizaciones por aire. Esto convierte al NIO ET9 en uno de los primeros vehículos de producción del mundo con dirección electrónica y establece un nuevo estándar para la próxima generación de vehículos eléctricos.
También cuenta con el "chasis más inteligente" del mundo. En términos técnicos, se trata de cuatro actuadores hidráulicos integrados en los amortiguadores y capaces de compensar más de 20 cm de recorrido de la suspensión en pocos ms gracias a la tecnología de 48 V.
Así, recalculan la posición de ajuste 1.000 veces por segundo y compensan las irregularidades. Se dice que funcionan 60 veces más rápido que las suspensiones neumáticas convencionales.
NIO utiliza un sistema de control dinámico inteligente avanzado (AIDC).
La arquitectura digital transforma el NIO ET9 en un sistema de control de movimiento del vehículo (VMC) a través de su controlador de dominio del chasis (ICC). Esto permite movimientos precisos en todas las direcciones: hacia delante, hacia los lados e incluso en vertical. Gracias a un avanzado modelado de la dinámica del vehículo, la ET9 adapta su rendimiento a las condiciones de conducción en tiempo real, lo que se traduce en un mejor manejo, una mayor estabilidad y una experiencia de conducción más dinámica.
Al integrar el sistema de control de movimiento del vehículo, el sistema avanzado de control dinámico inteligente gestiona los siguientes sistemas, entre ellos
- Steer-by-Wire (SbW) para una dirección precisa y sensible.
- Dirección en las ruedas traseras (RWS) para mejorar la maniobrabilidad
- Suspensión totalmente activa (FAS) para un comportamiento de conducción más suave
- Unidad de control de frenos (BCU) para un frenado más inteligente y eficiente
- Distribución inteligente del par del propulsor eléctrico para optimizar la transmisión de potencia
El NIO ET9 se presentó oficialmente en el marco del NIO Day 2024. Inicialmente se puso a la venta en China una primera edición limitada a 999 unidades, y el NIO ET9 también estará disponible en Europa más adelante. Al igual que los otros seis modelos de vehículos, ha sido diseñado en el Centro de Diseño Global de Múnich.
El NIO ET9 aún está en fase de preparación para su lanzamiento al mercado y todavía no está disponible en Alemania ni en Europa.
Fig. 4: Nio ET9 con sistema de dirección asistida por cable de ZF y volante de yugo
Una mirada retrospectiva a 2018
Fig. 5: Sensor de ángulo de direcciónHELLASensorde par y ángulocon tecnología CIPOS (Contactless Inductive Position Sensor)HELLA ya muestra en 2018 la última generación de los conocidos sensores de ángulo de dirección (TAS, Torque and Angle Sensor). Los sensores se basan en la tecnología CIPOS (Contactless Inductive Position Sensor) y miden con precisión el ángulo y la velocidad a la que el volante cambia de posición. Esto los convierte en un elemento importante en el camino hacia la conducción autónoma. Los datos ya los utilizan los sistemas de advertencia de salida del carril, que pueden mantener el coche en el carril de forma semiautónoma con impulsos automáticos de la dirección. También garantizan la redundancia necesaria para funciones de conducción autónoma más complejas.
En pocas palabras
- Mercedes inicia la producción en serie del EQS con dirección asistida en 2026.
- NIO ataca la clase de lujo con el ET9 y ya ha lanzado una preserie de 999 unidades en China en 2024, en la que está instalado el sistema de dirección asistida por cable de ZF Friedrichshafen.
- Varias funciones están vinculadas con una arquitectura digital del vehículo: dirección asistida, dirección en las ruedas traseras, sistema de suspensión electrónica, freno electrónico y distribución del par motor.
- Dado que la dirección electrónica requiere menos de un giro del volante, el volante de yugo no sólo ahorra espacio, sino que también aumenta el confort de la dirección.
La buena noticia es que ZF, uno de los principales proveedores alemanes, también se ha puesto las pilas en China. Esperemos que los grandes fabricantes alemanes también se pongan a la altura de sus competidores chinos en este cambio tecnológico.
Esperemos que las delicadas plántulas de un giro económico positivo (índice de directores de compras PMI) sigan creciendo y echando raíces.
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Atentamente
Hans-Joachim Friedrichkeit
