Normalmente un sistema de cuatro ruedas directri¬ ces de tipo electrónico debería reunir las siguientes características:

- aumento de la capacidad de maniobra al aparcar

5 y a baja velocidad: esto se obtiene haciendo que las rue¬ das traseras giren en sentido contrario a las delanteras (en contrafase,).

- aumenta de la estabilidad y maniobrabilidad a alta velocidad: esto se consigue haciendo que las ruedas 0 traseras giren en el mismo sentido que las delanteras (en fase) .

Los principales elementos dε un sistema de Cua ro ruedas directrices de tipo electrónico son los siguien¬ tes: 5 - sensor de giro del volante.

- sensor de velocidad del vehículo.

- sistema hidráulico para hacer girar a las rue¬ das traseras.

- válvula de control del sistema hidráulico. ü - unidad electrónica de control.

£1 funcionamiento es el siguiente: Los sensores de velocidad y de giro del volante están continuamente suministrando datos a la unidad electró¬ nica de control, la cual determina el ángulo de giro 5 fas adecuado.de las ruedas traseras. Entonces actúa so¬ bre la válvula de control del sistema hidráulico despla¬ zándola lateralmente en la medida adecuada (normalmente con la ayuda de un motor eléctrico de pasosj y esta a su vez mueve el sistema hidrálico en la misma medida, 0 obligando a girar a las ruedas traseras en el ángulo ade¬ cuado.

Otra característica de los sistemas de cuatro rue¬ das directrices de tipo electrónico es que no existe co¬ nexión mecánica entre el movimiento de las ruedas delan¬ teras y las traseras, lo cual puede plantear graves pro- blemas (e incluso accidentes;. For ejemplo:

- cuando el vehículo va a gran velocidad en linea recta algún fallo del sistema podría provocar el giro de las ruedas traseras.

- después de salir de una curva las ruedas trase- ras en lugar de volver a la linea recta podrían permane¬ cer giradas.

Con el sistema de leva de seguridad para vehículos de cuatro ruedas directrices de tipo electrónico se evi¬ tan los problemas enumerados anteriormente. Como vimos anteriormente el giro de las ruedas traseras se provoca desplazando lateralmente la válvula de control del sis¬ tema hidráulico (cuanto mas hayamos desplazado la válvu¬ la de control del sistema hidráulico mayor será el ángulo de giro de las ruedas traseras;. Así pues, limitando el desplazamiento lateral de la válvula de control del sis¬ tema hidráulico evitaremos los problemas enumerados ante¬ riormente.

£1 sistema de leva de seguridad para vehículos de cuatro ruedas directrices de tipo electrónico posee las siguientes características:

- cuando el vehículo marcha en linea recta obli¬ ga a las ruedas traseras a ir también en linea recta, impidiendo que giren.

- para cada ángulo de giro del volante limita el ángulo de giro de las ruedas traseras, tanto en el mis¬ mo sentido que las delanteras como en sentido contrario.

£1 esquema del sistema de 'leva de seguridad para vehículos de cuatro ruedas directrices de tipo electró¬ nico (figura 1), consta de los siguientes elementos:

- una rueda dentada 1 que engrana con la barra cremallera o barra de acoplamiento de la dirección de¬ lantera.

- acoplado a la rueda dentada 1 está el eje 2, que por lo tanto gira cuando se mueve la dirección delantera

- acoplada al eje 2 está la leva 3. Esta leva con- siste en una pieza (normalmente de forma cilindrica; en cuyo interior hay un surco de la forma adecuada (véase figura 2) .

- en el interior de la leva 3 se introduce el dedo 4, el cual está acoplado a la válvula de control del sis- tema hidráulico 5. Debido a que el dedo de la válvula de control no se puede salir del interior del surco de la leua su desplazamiento lateral queda limitado (y como consecuencia de ello queda limitado el .ángulo de giro de las ruedas traseras). fciπ la figura 2 aparece una de las posibles formas que podría tener la leva 3 (en esta leva el ángulo de utilización es de unos 320 grados; por lo tanto la rue¬ da dentada 1 deberá tener un diámetro tal que cuando gi¬ remos el volante de tope a tope la leva solo gire esos 32U grados;. £1 surco de la leva se compone de las si¬ guientes partes:

- la zona p correspondiente a la marcha del ve¬ hículo en linea recta cuya anchura es igual al diámetro del dedo 4 de la válvula de control 5, lo cual impide que esta se pueda desplazar lateralmente y por lo tan¬ to obliga a las ruedas traseras a ir en linea recta.

- las paredes laterales a y a' que limitan el gi¬ ro de las ruedas traseras en el mismo sentido que las delanteras (en fase) al limitar el desplazamiento la¬ teral de la válvula de control. - las paredes laterales b y b' que limitan el giro de las ruedas traseras en sentido contrario a las delan¬ teras ^en contrafase; al limitar el desplazamiento la¬ teral de la válvula de control.

Así pues, para cada ángulo de giro de la leva (.y por lo tanto para cada ángulo de giro del volante pues la leva toma su movimiento de rotación, ediante la rueda dentada l,de la cremallera de la dirección delantera; el dt.yuiυ de giro de las ruedas traseras quedará limitado a un determinado valor en el mismo sentido que las de- lanteras y a otro determinado valor en sentido contra¬ rio a las delanteras.

£1 funcioraamiento del sistema de leva de seguridad para vehículos de cuatro ruedas directrices de tipo e- lectrónico es el siguiente: al girar el volante despla- zamos lateralmente la cremallera de la dirección delan¬ tera, la cual obliga a girar a la rueda dentada 1. Al girar la rueda dentada 1 también lo hacen el eje 2 ia leva 3 por estar acoplados a ella. Finalmente la leva 3 limita el movimiento de giro de las ruedas traseras al limitar el desplazamiento lateral del dedo 4 de la vál¬ vula de control 5 que está introducido en el interior de su surco.

La forma del surco de la leva de la figura 2 es solo un ejemplo. Para cada vehículo habrá que estudiar cual es la forma mas adecuada del surco de la leva. A- sí, por ej plo, se pueden hacer las siguientes mejoras

- a una velocidad de aproximadamente 50 Km/h solo se puede girar el volante una cuarta parte (giros de un ángulo mayor haría, que se produjera una fuerza centrí¬ fuga excesiva y el vehículo derraparía). Por otra parte,

5 no se aporta prácticamente nada a la manejabilidad del vehículo haciendo que para pequeños giros del volante las ruedas traseras giren en sentido contrario a las de¬ lanteras. De todo esto se deduce que si para pequeños ángulos de giro del volante impedimos que las ruedas tra- U seras giren en sentido contrario a las delanteras y solo lo puedan hacer en el mismo sentido (dándole al surco de la leva la forma adecuada) se evita otro de los graves inconvenientes de los sistemas de cuatro ruedas direc¬ trices electrónicos: que por un fallo del sistema al 5 entrar a gran velocidad en una curva las ruedas traseras giraran en sentido contrario a las dele.-iteras facilitan¬ do el derrapaje.

- también podría ser interesante que las ruedas traseras pudieran hacer giros de bastante amplitud (su- 0 perior a los 5 grados que normalmente se utiliza como máximo en este tipo de sistemas) tanto en sentido con¬ trario como en el mismo sentido que las delanteras, cu¬ ando se hacen giros muy pronunciados del volante. Esto no plantearía problemas en caso de fallo del sistema de 5 cuatro ruedas directrices electrónico pues solo se ueda hacer giros muy pronunciados cuando se va a muy pequeña velocidad.

En la figura 3 aparece una leva a cuyo surco se le ha dado la forma adecuada para que incluya las dos mejo- (J ras que acabamos de mencionar. Advertimos nuevamente que la forma del surco de la leva de la figura 3 es solo un ejemplo y que cada fabricante le podrá dar al ismo la

forma que considere mas adecuada.

En lugar de usar un sistema hidráulico para ha¬ cer girar las ruedas traseras podemos emplear sistemas neumáticos, eléctricos, motores eléctricos etc. El prin- cipio de funcionamiento sigue siendo el mismo: limitar el desplazamiento lateral del sistema de control. En el caso de usar sistemas eléctricos o motores eléctricos, el surco de la leva puede ser sustituida por una super¬ ficie conductora de forma equivalente, de tal forma que si por algún fallo del sistema el giro de las ruedas tra¬ seras tiende a ser superior al permitido se corta la co¬ rriente impidiendo que se sigan girando las ruedas.

El sistema de leva de seguridad para vehículos de cuatro ruedas directrices de tipo electrónico es compa- tibie con los sistemas de seguridad empleados en este tipo de vehículos:

- es conveniente usar muelle de centrado del eje trasero por si se produce avería del sistema hidráulico (aunque normalmente el efecto de autocentrado del eje trasero, al igual que ocurre con el delantero, debe ser suficiente para mantenerlo en linea recta;.

- es compatible con los programas de emergencia que controlan el funcionamiento del sistema de cuatro ruedas directrices cuando se produce algún fallo. Pero el problema es que este sistema puede fallar por mal funcionamiento del sistema electrónico, del sistema e- léctrico y especialmente por el fallo de algún sensor. Por ejemplo: circulando en linea recta el sensor de giro del volante falla y suministra el dato incorrecto de que el volante está girado, entonces se giran las ruedas tra¬ seras, lo cual puede originar un grave accidente, be pue-

den dar otros muchos casos en los cuales, pese a la exis¬ tencia de un programa de emergencia, las ruedas traseras giren un ángulo muy superior al que en ese momento les corresponde, pudiendo originar un grave accidente, bin embargo el sistema de leva de seguridad para vehículos de cuatro ruedas directrices de tipo electrónico al li¬ mitar de forma mecánica el ángulo de giro de las ruedas t-raseras para cada ángulo de giro del volante impide que se puedan producir giros excesivos de las ruedas trase- ras.

En el sistema de leva de seguridad para vehículos de cuatro ruedas directrices de tipo electrónico en lu¬ gar de limitar el desplazamiento lateral de la válvula de control se podría: _ limitar directamente el desplazamiento lateral del eje de la dirección trasera. Para ello en el interior de la leva 3 se introduce un dedo 4 que va acoplado di¬ rectamente al eje de la dirección trasera. El inconveni¬ ente es que habría que vencer la fuerza opuesta por el sistema hidráulico, lo cual exigiría que el sistema de leva de seguridad fuera muy robusto y además se podría dificultar el giro del volante, por lo que estfe sistema tiene muy poco interés.

- utilizar válvulas similares a las usadas en las direcciones servoasistidas. Estas consistenen un pistón que se puede desplazar en el interior del cilindro de la válvula tan solo unas decimas de milímetro, pues este posee unos topes que limitan su movimiento. De esta for¬ ma, limitando los movimientos laterales de la válvula li¬ mitamos también directamente el desplazamiento lateral del eje trasero, pues la válvula de control está fijada

a el. Así pues, en el interior de la leva 3 introducimos el dedo 4 que está acoplado al pistón de la válvula de control; el cilindro de la válvula de control a su vez se fija al eje de la dirección trasera. Usando este tipo de válvulas no hay que vencer la fuerza del sistema hi¬ dráulico y como ademas las ruedas de la dirección trase¬ ra tienden a ponerse en linea recta (debido al efecto de autocentrado; los esfuerzos que soportará el sistema de leva de seguridad para vehículos de cuatro ruedas direc- trices de tipo electrónico serán mínimos y por lo tanto no es necesario que este sistema sea Demasiado robusto. Hasta ahora hemos visto sistemas en los cuales el control del giro de las ruedas traseras se hacía despla¬ zando lateralmente la válvula de control (normalmente mediante un motor eléctrico de pasos), en los que el sistema de leva de seguridad para vehículos de cuatro ruedas directrices de tipo electrónico actuaba limitan¬ do el desplazamiento lateral de la válvula de control (o el del sistema de control cuando se empleen sistemas diferentes de los hidráulicos).

Pero en lugar del esquema anterior podríamos usar un sistema constituido por una válvula o sistema de con¬ trol fijo y un regulador desplazable lateralmente pues va acoplado al eje de la dirección trasera (de esta for- ma se suprimiría el sistema para desplazar lateralmente la válvula o sistema de control;. £1 regulador para un sistema hidráulico sería muy Darecido a una válvula de control y consta de un pistón que se puede mover en el interior de un cilindro. £1 pistón es centrado mediante la acción de un muelle. £1 pistón tiene acoplado un dedo que se introduce en el interior del surco de la leva del

sistema de seguridad, Mientras el dedo del pistón del regulador no toque las paredes de la leva su pistón per¬ manecerá centrado y entonces el regulador no actúa. Pero cuando el dedo toca las paredes laterales de la leva del sistema de seguridad entonces el pistón se desplaza en el interior del cilindro y quedan abiertos unos orifi¬ cios por los cuales se descarga el líquido del sistema hidráulico que mueve las ruedas traseras, lo cual im¬ pide que estas giren un ángulo superior al máximo permi- tido para ese ángulo de giro del volante. El cilindro del regulador puede disponer de unos topes que limiten el desplazamiento del pistón en su interior a solo unas decimas de milímetro, de esta furma el bibtbma de leva de seguridad puede controlar mecánicamente el giro de ι _as ruedas traseras.

Pero el uso de un sistema de control fijo y un re¬ gulador desplazable lateralmente es especialmente inte¬ resante cuando se usa un motor eléctrico para hacer gi¬ rar las ruedas traseras. El regulador sería muy pareci- ¿o al usado en los sistemas Hridráulicos y constaría de un pistón que se puede mover en el interior de un cilin¬ dro. £1 pistón lleva acoplado un dedo que se introduce en el interior del surco de la leva del sistema de se¬ guridad. El cilindro va acoplado al eje de la dirección trasera y por lo tanto se puede desplazar lateralmente. Mediante un muelle de centrado el pistón tiene tendencia a mantenerse en una posición central con respecto al ci¬ lindro. Cuando el pistón está en esta posición central se permite el paso de la corriente eléctrica debido a la existencia de unas superficies conductoras, lo cual per¬ mite que el sistema de control pueda actuar sobre el mo-

tor eléctrico que mueve la dirección trasera. Pero cuan¬ do el dedo del pistón toca la pared del surco de la leva de seguridad entonces se desplaza de su posición central con lo cual las superficies conductoras dejan de estar en contacto, se corta la corriente y por lo tanto se im¬ pide que el sistema de control siga enviando ordenes de giro de las ruedas traseras al motor eléctrico que las mueve. £1 cilindro del regulador puede disponer de unos topes que limiten el desplazamiento del pistón en su interior a solo unas decimas de milímetro, de esta for¬ ma el sistema de leva de seguridad puede controlar me¬ cánicamente el giro de las ruedas traseras (como cuan¬ do el dedo del pistón toca las paredes de la leva de se¬ guridad se desplaza un poco el pistón en el interior del cilindro y entonces se corta la corriente del motor e- lectrico, entonces no habrá que vencer su acción y por lo tanto no es necesario que la leva de seguridad sea muy robusta).

En la figura 4 aparece el esquema de un sistema de dirección a las cuatro ruedas de tipo electrónico con sistema de leva de seguridad para vehículos de cuatro ruedas directrices de tipo electrónico, que resulta par¬ ticularmente simple, económico y fiable. El sistema cons¬ ta de los siguientes elementos: - ^" sensor de giro del volante 1

- sensor de velocidad del vehículo 2

- sensor de aceleración lateral 3

- unidad electrónica de control 4

- motor eléctrico 5 - eje de la dirección trasera 6

- cremallera de la dirección delantera 7

- rueda dentada t

- eje 9

- leva 10

- regulador 11 - dedo del regulador 12

£1 funcionamiento del sistema es el siguiente: a partir de los datos suministrados por los sensores la unidad electrónica de control determina cual es el án¬ gulo de giro adecuado de las ruedas traseras en ese mo- mentó y entonces actúa sobre el motor eléctrico (el cual engrana con el eje de la dirección trasera; haciendo que las ruedas adquieran el ángulo de giro estimado como óp¬ timo para ese momento. Mientras el sistema funcione co¬ rrectamente, y que por lo tanto que no se pretenda ha- cer girar a las ruedas traseras un ángulo superior al que permite la leva de seguridad en ese momento, el re¬ gulador no interviene. Pero si por algún fallo el sistema pretende hacer girar las ruedas un ángulo superior al que permite la leva de seguridad para ese ángulo de gi- ro del volante, entonces el dedo del regulador choca contra la pared de la leva del sistema de seguridad y el pistón unido a el se desplaza unas decimas de milí¬ metro en el interior del cilindro del regulador, con lo cual se corta la corriente e impide que se sigan girando las ruedas traseras. Si el fallo continua cuando después de terminar la curva actuamos sobre el volante para lle¬ var el vehículo a la linea recta, entonces la leva de seguridad gracias a los topes del cilindro del regulador obliga a las ruedas traseras a volver a la linea recta, lo cual nα requiere mucho esfuerzo pues es ayudada por el efecto de autocentrado del eje trasero y porque el

motor eléctrico no opone resistencia pues el regulador mantiene cortada la corriente.

En definitiva, en los sistemas de cuatro ruedas directrices de tipo electrónico actuales, y a pesar de utilizar programas de emergencia y otros sistemas de se¬ guridad, se podrían producir fallos que podrían dar lu¬ gar a situaciones peligrosas. Sin embargo en los siste¬ mas de cuatro ruedas directrices que empleen el sistema de leva de seguridad para vehículos de cuatro ruedas di- rectrices de tipo electrónico no se pueden producir esos fallos pues el ángulo de giro de la ruedas traseras está limitado de forma mecánica por la leva de seguridad.