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ISSN: 2007-1450

se debe tener la simulación, por lo tanto se propone una conducción y estabilidad del vehículo puede ser improvisada
plataforma de hardware propia, donde en esta se pueden mediante un control activo para la maniobra de las cuatro
obtener las dinámicas del automóvil, como pueden ser la ruedas del automóvil. Un control de modelo predictivo (Gang
velocidad lateral, longitudinal y de viraje, para manipularlas et al., 2011), es utilizado para obtener un controlador in-
y realizar controladores y observadores, en esta misma pla- tegrado para el vehículo en AFS y momento de viraje. Con
taforma y enviarlas como señales para aplicarlas al vehículo, la misma técnica, Di Cairano et al., 2013, utiliza la diferen-
como puede ser a una dirección asistida del vehículo para cia de frenado y AFS, para el seguimiento de referencias
proteger al conductor o demás personas que se encuentran diseñadas. Finalmente, Rubin y Arogeti, 2013, direccionan
dentro del automóvil en el caso de una volcadura, todo esto el problema de control de viraje o yaw del vehículo, usando
como una propuesta de investigación. un diferencial activo trasero, para minimizar el error de la
velocidad angular de viraje y del error para el ángulo de des-
Método lizamiento del chasis del automóvil.
El control activo puede establecer una ayuda al conductor
en el vehículo, sumando acciones futuras al incrementar la Metodología
maniobrabilidad y seguridad, especialmente en situaciones La metodología para esta investigación se ilustra en la Fi-
críticas. Estas acciones activas incluyen la estabilidad de gura1.
viraje o por sus siglas en ingles yaw (Acosta et al., 2007,
2008, 2016; Pan et al., 2014) y el control integrado del
automóvil (Goodarzi y Esmailzadeh, 2007; Lam et al., 2010;
Zakaria et al., 2014).
Estas acciones de control pueden ser realizadas
por un instante, haciendo uso de los actuadores como el
sistema frontal activo (AFS) y el vector de torque trasero
(RTV). Estos modifican las dinámicas del vehículo imponiendo
fuerzas y momentos en el automóvil (Bianchi et al., 2011;
Earl y Christian, 2013, Tjonnas y Johansen, 2010; Rubin y
Arogeti, 2013; Nam, 2015).
La acción de control es usualmente determinada
sobre las bases de modelos de aproximación que pueden ser
simples para obtener una implementación de un controlador, Figura 1: Metodología para diseño de controladores.
pero capturando los aspectos principales de la física del pro-
blema del vehículo. Caracterización
Las dinámicas de la velocidad lateral y de viraje son El modelo matemático del vehículo puede ser en general un
usualmente consideradas en la síntesis del control, mientras cuerpo rígido moviéndose en un espacio libre, de dos grados
que otras dinámicas son despreciadas. Por ejemplo las per- de libertad, conectado con la superficie terrestre a través
turbaciones del viento son ignoradas (Yacine et al., 2015), de las llantas, el cual otorga un modelo de comportamiento
y como en algunos casos de los vehículos que cuentan con lineal. Los actuadores para esta aplicación son:
controles activos, donde estos disturbios del aire no son -Conducción frontal activo (AFS, Active Front Steer) o con-
analizados y deberían tomarse en cuenta para el diseño del ducción por cable (Sbw, Steer by Wire).
control (Nam, 2015). -Frenos activos.
Un control activo de un vehículo es realizado en Esta complejidad de los sistemas lineales puede ser disminui-
(Ohara y Murakami, 2008), mediante un controlador para da realizando las siguientes consideraciones:
activar el ángulo frontal de la rueda del automóvil, utilizando -Para estudiar la estabilidad y/o maniobrabilidad se estudia-
un modelo de referencia, basado en el método de un ob- rán solo las dinámicas de la velocidad lateral, , y la veloci-
servador lineal. El trabajo de (Tjonnas y Johansen, 2010), dad angular de viraje (yaw), .
presenta un algoritmo de estabilidad yaw, combinando AFS -El actuador de frenos activos, , servirá para crear una di-
ferencia de fuerzas en el frenado el cual genera un momento
con un nivel bajo de control del ángulo de deslizamiento lon-
Artículo arbitrado gitudinal de la rueda y una ley adaptiva que estima el valor de giro alrededor del eje z, afectando también las dinámicas
de la velocidad lateral, .
máximo del parámetro del coeficiente de fricción de cada
rueda. Bianchi et al., 2010, combina el AFS y RTV en un
controlador integrado garantizando la estabilidad del vehícu- -La dinámica del ángulo “pitch” no es considerada.
-El sistema es un cuerpo rígido. Por lo tanto, tomando en
lo, haciendo uso de una retroalimentación adaptativa. Ham- cuenta la Figura 2, y las dinámicas lineales del vehículo que
zah et al., 2012, presenta un algoritmo de control robusto se generan en el llamado modelo de la bicicleta (Rajamani,
16 mediante modos deslizantes, diseñado para mostrar que la 2006, Pacejka, 2005);

Año X Vol. 3 Ed. 30 Mayo-Agosto 2018 Plataforma para controlador activo lineal aplicado a la dirección asistida automotriz
Sergio Sandoval Pérez, Gamaliel Rodríguez González y
Marcela Monserrath Navarrete Escalante pp. 15-21