UNIDAD DE CONTROL ELECTRÓNICO (ECU).

Bueno amigos, hoy quiero mostraros uno de los elemento que más importancia tiene en un F1. Bueno, tendría que matizar el término, debería decir tenía ya que desde la estandarización por parte de la FIA ha descendido un poco su categoría pero aún así deben todos los pilotos rendirle pleitesía. Estoy hablando de la ECU (Electronic Control Unit), la unidad de control electrónico, el verdadero “cerebro” de un F1 y controla todas las funciones del coche.

Este ingenio tecnológico es indispensable para el funcionamiento de cualquier Fórmula 1. Así tiene un valor incalculable por todo el valor añadido que acumula.  Grandes programas de desarrollo tecnológico tienen como punto común la ECU. Como dije antes, la historia ha cambiado bastante en este sentido. La imposibilidad de control por parte de la FIA de todo el software que podían utilizar los F1 forzó al organismo rector limitar su uso, obligaron a todos los equipos a  utilizar uno estándar para su posterior comprobación. Últimamente se ha vuelto a poner de moda tras las declaraciones de Minardi sobre la sospecha de que el RB9 estaba utilizando algún tipo de control de tracción (TC). Como ya sabéis todos, el TC está prohibido por la FIA y los chicos de Red Bull no son tan tontos como para saltarse las normas pero de todos modos los comisarios tienen un arma que les permitiría saber si no fuera así. Por tanto, entre la infinidad de funciones que tiene la ECU ya no está la de gestionar el TC.

Pero ¿Qué es la ECU y qué funciones tiene? 
Vamos a utilizar un ejemplo, la aceleración. Los pilotos de F1 cuando usan el acelerador lo hacen como si fuera un interruptor, bueno más bien como un potenciómetro. Muchos tendréis alguno en casa. Yo por ejemplo lo tengo en la pared junto a mi cama y con el puedo  apagar o encender la luz pero sobre todo puedo regular la intensidad de la luz de la habitación. Pues en la F1 es parecido y según la presión y el tramo del acelerador, el pedal manda una señal a la ECU y dependiendo de ella sabe la intensidad de aceleración que estas pidiendo. El ingenio electrónico manda una señal al motor, bomba de gasolina e inyectores y todo se pone en funcionamiento, eso sí de manera distinta según el circuito. Por tanto, el potenciómetro se regula previamente en cada carrera, o incluso durante la misma carrera y esa forma de de regulación se les llama mapa del motor y para cada trazado hay varios distintos. Este es un ejemplo pero hay muchos más.
Bien, desde el 2006 es McLaren Electronics el encargado de suministra la ECU estándar para todos los equipos de Fórmula Uno. El sistema se estrenó en todos los coches al inicio de la temporada de 2008, y ha sido el sistema de control de propulsión más fiable y completo desde entonces.

ESTRUCTURA
El sistema de control en su segunda generación se basa en la topología en estrella. Esta topología se inició en 1998. Utiliza una ECU central, la  TAG-310B y una serie de pequeñas unidades  HIU-3 (unidades de interfaz de cubo) montadas en cada esquina del coche que a su vez se unen a los sensores situados en las ruedas. 

Estas unidades periféricas envían todas las señales de datos  por vuelta a la TAG-310B a través de dos hilos de la red CAN, reduciendo considerablemente el número de cables a través de los brazos oscilantes de las suspensiones. El total de la instalación consta de un valor cercano a los mil metros de cable. La encargada de  proporcionar  fuentes de alimentaciones es la PBOX2006 (caja de alimentación)  que regula la corriente a los elementos antes mencionados como de proporcionar la energía para cada etapa de encendido en las  unidades de inyección de los ocho cilindros. Por tanto, un Fórmula 1 se mueve gracias a la electrónica y  todo los elementos, levas, pedales, embrague, son electrónicos.

¿Por qué se prohibió el TC y se decidió introducir la ECU estándar?
Imaginaros un coche con TC. Cuando un piloto pisa el pedal de aceleración, en milésimas de segundo la ECU entiende que empieza lo bueno. Toda la potencia del motor hace que giren las ruedas y a volar pero la potencia de una maquina con más de 800 caballos contra el asfalto de manera indiscriminada no tiene sentido. El TC regulaba la entrega de potencia adaptándola al nivel de adherencia y así conseguir un nivel de tracción óptimo. Ejemplo.  Yo soy un piloto de F1, bueno, tengo mucha imaginación, y en la salida de una curva piso a fondo. Seguro que haría un trompo o algo peor. Mi equipo no me había informado que en realidad necesitaba solo 3/4 de pedal para salir de la manera óptima de la curva. Pues bien, la función del TC era hacerme creer que yo era un buen conductor cuando realmente no lo era. El sistema corregiría mi error y entregaría los 3/4 de potencia requerida en vez del 100% que yo le demandé al pisar a fondo.
Está claro verdad, si el TC el piloto es quién maneja el coche de ahí que la FIA lo prohibiera para potenciar el valor del que conduce en contra de la máquina que hasta entonces manejaba el sistema.

Pero no solo de aceleración vive un F1, hay muchas más funciones que controla este engendro, motor, diferencial, DRS pero destacaré dos de ellas, control del embrague y la caja de cambios.
Los F1 son muy distintos en estos dos aspectos a un coche de calle. Como sabéis los conductores, cada vez que cambiamos una marcha en nuestro coche, salvo que tengamos uno automático hay que pisar el embrague. Esta pieza lo que hace realmente es “enganchar” o “desenganchar” el motor de la caja de cambios, mediante la actuación del sistema hidráulico sobre los discos de fibra de carbono.   En un F1 solo lo usa el piloto para iniciar el movimiento del coche cuando está en reposo, es decir, al salir de boxes o cuando se inicia la carrera. Está instalado en forma de leva junto a las del cambio. El embrague es necesario usarlo “a mano” para salir despacio del box (como si nosotros estuviéramos en un atasco haciendo marcha lenta). En cuanto el piloto suelta el embrague, después de esa acción la ECU toma el control y será la encargada del embrague durante los cambios de marcha. Uno de los sistemas de embrague mejor afinado en la actualidad es el utilizado por Ferrari. Gracias a él muchos de los despropósitos que realizan sus pilotos en la calificación se solucionan el domingo en el inicio de la carrera, evitando que el coche patine cuando se inicia la arrancada. El control es tan preciso que la ECU  detecta cuando el coche trompea y actúa de tal manera que el piloto solo tiene accionar el embrague para evitar el calado del coche y poder iniciar de nuevo la marcha.

Enlazando con esto último y para cerrar, la ECU es capaz de gestionar un cambio de marcha en menos de o,o1 segundos con el pedal del gas pisado a fondo. La velocidad del cambio es crítica porque el tiempo de espera entre quitar una marcha y meter la siguiente es un tiempo muerto que podría servir para seguir empujando el monoplaza. Actualmente todos los equipos tienen sistemas “seamless”, que son complejos procesos que permiten subir marchas sin interrupción de entrega de potencia a las ruedas, lo que supone una mejora de varias décimas por vuelta. Para conseguir esto el sistema hidráulico de selección se divide en dos, y cada uno de ello opera engranajes alternativos, y mientras se está soltando una marcha ya se está engranando la siguiente. Sólo potentes sistemas hidráulicos y una electrónica rápida por parte de la ECU  permiten hacer estos cambios en milésimas de segundo.
La ECU también es la encargada de almacenar y enviar la telemetría. Puede ser descargada al finalizar la carrera o enviada de manera constante al box. Estos datos muestran la  temperatura del motor, información del sistema hidráulico, desgaste de frenos, etc. Importante, la telemetría es monodireccional, del coche al box, la telemetría bidireccional está terminantemente prohibida en la F1, es decir box-coche, coche-box, para evitar ajustes electrónicos desde el muro.
Pero en un mundo con tanta tecnología, que a veces es tan difícil de controlar, muchos nos habremos preguntado ¿Y si en la parte más escondida del coche alguien se le ha ocurrido poner una pieza X que  pueda engañar a la FIA? No seáis mal pensados, no estoy hablando de Red Bull. Bien, una de las funciones más importante de la unidad es el control de la seguridad. El sistema cuenta con una serie de mecanismos de seguridad bien establecidos que impiden que los equipos puedan ejecutar de versiones no autorizadas de software. La nueva versión que se está preparando para el año próximo, el modelo TAG-320 lleva esta protección aún más reforzada, con una nueva arquitectura de protección de la memoria. Esto le permite acomodar múltiples aplicaciones en un solo procesador, garantizando al mismo tiempo que cada aplicación será totalmente aislada y protegida de las demás. Las únicas señales que pueden comunicarse entre aplicaciones son aquellos para los que la FIA ha dado permiso.

Bueno, habéis visto que esta pieza es realmente una pequeña caja, pero viendo  sus funciones, vale su peso oro. Espero os haya gustado. Próxima cita el ERS, pero eso será otra historia.
Fuentes:
formulaf1.es, wikipedia, McLaren electronic sistem, pasoporcurva