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Control electrónico de frenada (brake by wire): ¿Cómo funciona realmente este sistema?

15 noviembre, 2020
Control electrónico de frenada (brake by wire): ¿Cómo funciona realmente este sistema?

El sistema de frenado de un vehículo es uno de los elementos más importantes de su vehículo, el que más junto con los neumáticos. A lo largo de los años han ido evolucionando, con la batería, los discos y las pinzas cada vez más efectivos y eficientes, pero lo que no ha cambiado es su forma de actuar mediante una conexión física entre el pedal y los propios frenos. Al menos hasta hace relativamente poco tiempo, cuando el control de frenado electrónico (freno por cable) ha aparecido en el mercado.

Cuando un piloto de carreras de Fórmula 1 frena, no está aplicando una presión real al cilindro maestro que controla las pinzas de disco. Lo que hace es enviar una señal eléctrica para que la interprete una computadora, y es esto lo que determina cuánta presión aplicar a las pinzas. En la categoría reina del sector de la automoción, esta tecnología se utiliza desde 2014 en los frenos traseros (los delanteros siguen siendo convencionales). Lo mismo ha sucedido con la dirección de los coches, sin una conexión física entre el volante y el eje delantero.

Los beneficios incluyen menos piezas móviles como correas hidráulicas, bombas y mangueras, lo que significa menos peso y mantenimiento. Y la dirección se puede configurar para adaptarse a diferentes modos de conducción. Los sistemas de control de frenos eléctricos avanzados están configurados para proliferar en vehículos modernos, especialmente electrificados, siendo más enérgicos y rápidos de responder que los frenos tradicionales, aunque no están libres de áreas grises ocasionales. Veamos cómo funciona el sistema de freno por cable.

¿Cómo funciona el sistema de frenado electrónico (freno por cable)?

Cuando Alfa Romeo introdujo su Sistema de Frenado Inteligente (IBS) en Giulia y Stelvio, fue la primera implementación de un sistema de control de freno electrónico en un automóvil de producción. Desarrollado por Continental, envuelve componentes separados en un paquete ordenado que es más liviano y mucho más compacto que la suma de sus contrapartes mecánicas. El concepto de conducción por cable originalmente tenía como objetivo hacer que todo fuera electrónico, sin conexión mecánica entre el pie del conductor y el vehículo.

El sistema reemplaza los componentes convencionales por sensores y actuadores electrónicos, y es especialmente útil en vehículos con capacidad de frenado regenerativo, donde el pedal del freno puede controlar tanto la mordida como el uso de la energía producida. Un sistema de frenado tradicional requiere un cilindro maestro y una bomba de vacío para aumentar la fuerza de frenado. En contraste, el control del freno eléctrico usa un sensor de recorrido que monitorea cuánto se presiona el pedal y envía la información a una unidad de control.

A su vez, esta unidad se comunica con una bomba eléctrica integrada que genera la presión necesaria para frenar o detener el vehículo. En algunos de ellos, como el Porsche Taycan o el Audi e-tron, al presionar ligeramente el pedal se activa la función de frenado regenerativo y el sistema hidráulico real se activará solo después de que se alcance un cierto umbral. En términos de rendimiento y eficiencia, la bomba eléctrica puede entregar más potencia que una bomba de vacío convencional, lo que reducirá significativamente las distancias de frenado.

Esta tecnología también cuenta con una serie de sensores que monitorean el funcionamiento del vehículo, las condiciones de la carretera y las acciones del conductor, adaptando la potencia de frenado para mejorar la seguridad o las sensaciones de conducción. También le permite personalizar el pedal de freno de acuerdo con los modos de conducción seleccionados. Por ejemplo, si conduces por carretera con una configuración deportiva, responderá mejor que seleccionando el modo confort, donde la frenada será mucho más gradual y por tanto también más suave.

Y los fabricantes de automóviles tienen otra razón fundamental para adoptar el sistema de freno por cable. Como declaró en su día el portavoz de Alfa Romeo, Berj Alexanian, “la principal razón para elegir utilizar un sistema de control de freno eléctrico […] se desarrolló a partir de una hoja en blanco, por lo que la arquitectura debe estar preparada para motores que vayan más allá de los motores de combustión tradicionales ”. Leer entre líneas aquí es pensar en eléctrico, porque los vehículos híbridos y totalmente eléctricos utilizan frenado regenerativo.

Esto significa que cuando quita el pie del acelerador, el automóvil usa su propio impulso como energía mecánica para poner el motor eléctrico en reversa, generando electricidad para recargar las baterías mientras reduce la velocidad. Un sistema mecánico en medio de toda la electrónica no permite un control tan exhaustivo sobre cómo reacciona a la desaceleración mediante el uso combinado de frenado regenerativo y frenos de fricción clásicos. Más control sobre los frenos significa una regeneración más eficiente y una conducción algo más suave.

Finalmente, el sistema de freno por cable se adapta mejor al dispositivo de frenado de emergencia autónomo (AEB). Al eliminar las funciones mecánicas y los componentes separados, un automóvil equipado con un sistema AEB puede aplicar los frenos más rápido en una situación de emergencia donde cada milisegundo cuenta: un sistema de frenado convencional puede pasar de una fuerza de frenado cero a un bloqueo total en 300 milisegundos, mientras que un sistema de frenado controlado eléctricamente uno, como el Alfa Romeo, puede lograr la hazaña en 100 ms gracias al servofreno.

Por supuesto, no está exento de algunos detalles no tan buenos. Una de las quejas más comunes es sobre la retroalimentación simulada de estos sistemas de frenos, que se siente «sintética», «desconectada» o «entumecida». En circunstancias normales, cuando el control electrónico de frenado se comporta como debería, se simula la retroalimentación a través del pedal del freno, y es un hecho que algunos fabricantes son mejores que otros para trasladar lo que sucede de las ruedas al pie. Al final, todo es cuestión de realizar la calibración óptima para cada clase de vehículo.

¿Y si falla el sistema?

Si ese es el caso, la presión mecánica aplicada al pedal desde el pie del conductor aún permite que los frenos funcionen, aunque sin asistencia eléctrica o modulación electrónica porque no depende completamente de esa conexión electrónica. Todavía hay un camino para el líquido de frenos, que va desde el cilindro maestro hasta los pistones de la pinza. Cuando el sistema no funciona según lo previsto, se abre una válvula para utilizar este sistema de frenado hidráulico redundante para reducir la velocidad. En pocas palabras: funciona como cualquier otro freno.

Autoweek, Autonación