Diseño de un sistema adas para la prevención de vuelco en vehículos comerciales
- Autores: Jonatan Pajares Redondo
- Directores de la Tesis: Beatriz López Boada (dir. tes.), Vicente Díaz López (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidad Carlos III de Madrid ( España ) en 2022
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: José Luis San Román García (presid.), Blanca Arenas Ramírez (secret.), Antonio Javier Nieto Quijorna (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Ingeniería Mecánica y de Organización Industrial por la Universidad Carlos III de Madrid
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: e-Archivo
- Resumen
Debido al elevado número de víctimas en accidentes de tráfico, la Comisión Europea ha establecido como una prioridad la reducción de los fallecimientos a través del objetivo "Visión Cero” el cual pretende reducir a cero el número de muertes en carretera para el año 2050. Por esta razón, hoy en día se están incorporando en los vehículos sistemas de ayuda a la conducción, también conocidos como sistemas ADAS (Advance Driver Assitance System), que mejoran su estabilidad, confort y maniobrabilidad. Dentro del parque automovilístico actual, uno de los vehículos involucrados en los accidentes de tráfico son los vehículos comerciales, los cuales, debido a la altura de su centro de gravedad, son más propensos a volcar. Debido a esto, varios trabajos de investigación en el ámbito de la automoción se centran en el desarrollo de sistemas de control para mejorar la estabilidad en vehículos comerciales.
Para el correcto funcionamiento de estos sistemas, es necesario conocer en todo momento la dinámica del vehículo a través de variables tales como aceleraciones, velocidades y ángulos. Para que estos dispositivos funcionen de la manera más correcta y segura posible, se deben cumplir dos requisitos fundamentales, precisión en las medidas realizadas y rapidez en la adquisición y procesamiento de los datos, así como en el envío de las ordenes posteriores.
Una de las variables de la dinámica lateral de los vehículos comerciales más importantes para poder controlar su estabilidad, es el ángulo de balanceo. Este ángulo se puede medir de manera precisa a través de sistemas GPS de doble antena, pero se trata de un método muy caro por lo que actualmente no se monta en los vehículos en producción en serie ya que incrementaría el precio de estos notablemente. Por otro lado, la obtención de este valor a través de sensores de bajo coste es complicada, por esa razón, muchas investigaciones se centran en el desarrollo de observadores que sean capaces de estimar este ángulo a través de sensores de bajo coste.
Para el correcto funcionamiento de los sistemas de control montados en los vehículos, es necesario que los distintos componentes, sensores, controladores y actuadores, se comuniquen entre sí. Para que la comunicación sea lo más eficiente posible se han desarrollado los sistemas de control en red (NCS, Network Control Systems) que permiten que todos los componentes estén conectados a una misma red de manera individual. El problema que existe es que pueden aparecer retardos inducidos por la red, lo que provoca una reducción del rendimiento de estos sistemas y puede comprometer la seguridad del vehículo. Por esta razón, es necesario que los controladores que se incorporen en los vehículos actuales tengan en consideración el posible retardo en el envío de información entre los distintos componentes.
Por todo lo indicado anteriormente, en la presente Tesis Doctoral se va a diseñar un controlador de vuelco robusto que sea capaz de compensar retardos en la red de comunicación, es decir, tanto en la señal de entrada al controlador (enviada por el sensor) como la de salida (enviada al actuador). Para evaluar el rendimiento del mismo, se comparará este con un controlador similar pero que no tenga en cuenta el retardo en su diseño.
Previo al desaroollo del controlador, se estudiará la precisión de los sensores de bajo coste utilizados en comparación con sus homólogos de altas prestaciones y precio para ver si es viable la utilización de este tipo de sensores para el diseño del controlador propuesto.
Asimismo, se va a analizar la velocidad y precisión de procesamiento de las computadoras de bajo coste, para ello se van a utilizar distintos metodos para la estimación del ángulo de balanceo. Para la evaluación de estos sistemas se van a realizar ensayos experimentales en un vehículo y un entorno real sometido a distintas maniobras típicas de una circulación cotidiana.
