Sistemas de Seguridad 1.pdf

SISTEMAS DE REGULAC REGULACIÓN IÓN DE DINÁMIC DINÁMICA A DE MARCHA ABREVIATURAS USADAS 1. ABS - sis sistema tema antib ntiblo loqu queeo de freno renoss 2. ASR – sist sistem emaa de trac tracci cion on anti antide desl sliz izan ante te,, lim limit itaa el el gir giro o de de la la rue rueda da en vacio en el momento de traccionar. Lo hace mediante la adaptacion adaptacion del par motor motor,, controla controlando ndo válula válula de aceler aceleracion acion encendido y aplicación de freno. 3. ES ESP P – prog progra rama ma elec electr tron onic ico o de esta estabi bili lida dad, d, impi impide de el derr derrap apee al intervenir intervenir en la gestion gestion de frenos frenos y motor. motor. Otros fabricantes lo llaman: •

AHS - Activ ctivee hand handli ling ng Syst System em (GM) GM)

•

DSC - Dy Dyna nami micc St Staabili bility ty mana manage geme ment nt (B (BMW MW))

•

PSM PS M – Po Porc rche he St Stab abil ilit ityy Mana Managm gmen entt (P (POR ORSC SCHE HE))

•

VDC VD C – Vehic ehicle le St Stab abil ilit ityy Co Cont ntro roll (S (Sub ubar aru) u)

SISTEMAS DE CONTROL ABS

ABS AB S – Ant Antilo ilock ck brake brake Syste System m Sistema de frenos con control electrónico que previene el bloqueo de ruedas.

La mejor o peor condición de frenado depende de: •

Peso o masa del vehículo.

•

Tipo de superficie de la calle.

•

Estado general de los neumáticos, tren delantero y trasero, etc.

•

Transferencias de peso durante el frenado.

•

Condiciones de la calle (ripio, nieve, hielo, pavimento seco o mojado, etc).

Ventajas del uso de ABS en un vehículo •

Control de vehículo durante frenadas severas

Reducción de hidroplaneado (cuña de agua) al reducir la posibilidad de bloqueo. •

•

Reducción del desgaste de ruedas.

•

Sensores de giro de ruedas

•

Unidad moduladora de presión

•

Relays, cableado, fusibles

•

Central de control (ECU) y conector de diagnóstico diagn óstico

•

Presostato de control de presión, etc.

Algunas siglas usadas en sistemas ABS ABS

Esquema general de un sistema ABS

Como funciona un sistema ABS ? El sistema ABS funciona regulando la presión hidráulica de frenado, evitando la detención del giro de la rueda y su resbalamiento sobre la calzada.

Frenado normal

Frenado límite – leve resbalamiento y ruido, máximo oder de freenado Bloqueo de rueda – coeficiente de fricción mínimo, la rueda detiene su giro y resbala

ABS – la presión de frenado es regulada ECU

electrónicamente

Variantes de los sistemas ABS según cantidad de canales y sensores

Tipos de sistemas ABS según tipo y fabricante Existen dos tipos básicos de sistemas, los integrales (unidad moduladora, deposito y electroválvulas unidas) y los sistemas no integrales tienen estos elementos separados (sistemas mas antiguos).

Algunos fabricantes de sistemas son: • ALB

(Honda)

•

Halsey Kayes

•

Bosch

•

Teves (Mark)

•

Lucas Girling

• Addonix

(Bendix)

Sensores de giro de ruedas o diferencial Normalmente son de tipo inductivo, con señal de salida de onda senoidal.

Sensor de giro de rueda

Sensor de giro de diferencial

La central de control acciona la unidad moduladora para reducir la presión de frenado cuando la velocidad de la rueda desciende mas de un valor tolerable. Cuando la velocidad de la rueda se acerca al valor de referencia, se aumenta la presión de frenado.

Esquema básico de funcionamiento de un sistema ABS tipo ALB (Honda). La unidad moduladora funciona como se muestra a continuación Válvula 1

Bomba generadora de presión

Electro válvula 1

Electro válvula 2 Sensor de rueda Acumulador de presión

ABS MK 2 (Teves): cilindro de freno, servo y modulador están unidos en un solo cuerpo compacto.

Depósito Solenoide principal Switch de presión

Cuerpo de válvulas

Bomba eléctrica

Unidad moduladora de presión integrada con central de control incorporada.

Central de control 2 conectores de solenoides 3 Tuberías 1

Tornillos de fijación 5 Unidad moduladora 6 Cableado principal 7 Soporte 4

Acumuladores de presión separado del conjunto

Switch de presión y presostato

Sistema ABS Bosch 1. Unidad de control 2. Cuero de válvulas 3. Unidad hidráulica 4. Motor y bomba

Localización de componentes Sensor RTI

ECU

Caja de relays

Caja de fusibles gral.

Sensor RDI

Sensor RTD

Caja de fusibles Conector de diagnóstico

Unidad Sensor RDD

del ABS

Moduladora

Sistema ABS Bosch - Funcionamiento Frenado normal: válvulas de entrada abiertas y de salida cerradas. Comunicación directa entre cilindro y mordazas de freno

Sistema ABS Bosch - Funcionamiento Frenado con peligro de bloqueo: una de las ruedas decrece mucho su velocidad por lo que la válvula de entrada correspondiente se cierra. La presión a la rueda se mantiene constante.

Sistema ABS Bosch - Funcionamiento Disminución de la presión de frenado: cuando el bloqueo es inminente, la central alivia la presión sobre la mordaza abriendo la válvula de salida. El líquido pasa a través de la bomba hasta el depósito.

Sistema ABS Bosch - Funcionamiento Incremento de la presión de frenado: cuando las rueda retoma su velocidad adecuada, la presión del fluido aumenta. La válvula de entrada se abre y la de salida se cierra. Durante la operación del ABS las etapas de retención, reducción e incremento de presión se repiten varias veces por segundo.

SISTEMAS ABS / ESP •

MARK 60

•

BOSCH 5.7

Sistemas ABS / ESP combinados Estudiaremos dos sistemas diferentes ente si, que cumplen idéntica función.

Elementos del sistema TEVES

Esquema funcional del sistema TEVES

Unidad de control sistema TEVES Funciones •

Evaluación de señales de sensores.

•

Regulación de las señales del ESP;

Unidad hidráulica

ABS, ASR, EBV, MSR. •

Control de todos los componentes

eléctricos del sistema • Autodiagnóstico

Unidad de control

Sensor de giro de dirección

Anillo de retroceso con conector para Air Bag

Situado sobe la columna de dirección, transmite a la central de control la magnitud de ángulo de giro que el conductor gira el volante. Rango máximo = ±720°

a – fuente de luz b – disco perforado c + d – sensores ópticos e – mecanismo contador de giros completos

Sensor de giro de dirección

b

4 3

1

5 2

La señal emitida por este tipo de sensor es una onda cuadrada de frecuencia variable.

b

4

Puede verse en las figuras el principio de funcionamiento simplificado.

3

1 2

5

Sensor de aceleración transversal Mide la aceleración transversal en curvas. Esta colocado cerca del centro de gravedad del vehículo. Funciona como un par de condensadores variables. La variación de distancia entre placas del condensador hace variar su capacidad. La central de control recibe esta señal. Esta polarizado con 5 V por la unidad de control. La señal varía entre 0 5 V siendo de 2 5 cuando no ha

iro

Sin aceleración lateral

Con aceleración lateral

Sensor de reviraje (giro sobre eje vertical) Este sensor mide la magnitud de un giro sobre el eje vertical del vehículo (derrape). Esta formado por un diapasón doble como se muestra en la figura, excitado por una corriente alterna exterior. El diapasón superior vibra con una frecuencia de resonancia de 11 kHz, el inferior o de medición vibra con una frecuencia de resonancia de 11,33 khz. Mientras está excitado el diapasón superior, es mas lento a reaccionar ante giros sobre su eje.

Diapasón de excitación

Diapasón de medición

Base de los diapasones

Sensor de reviraje (giro sobre eje vertical) Como se aprecia en la figura, un giro sobre el eje geométrico del vehículo produce una deformación que es captada por el sensor. Esta polarizado con 5 V por la unidad de control. La señal varía entre 0 y 5 V, siendo de 2,5 cuando no hay giro

Sensor de presión de frenado Son dos sensores que miden la presión del fluido en los dos circuitos en diagonal. Funcionan como condensadores variables, polarizados por 5 V por la central de control. La variación de la presión es medida como una variación de la capacidad y se envía a la central una señal desde 0 V hasta 5 V.

Sensor de detección de frenado Tiene por misión detectar inmediatamente la presión que ejerce el conductor al frenar. Es un contacto doble, con mucha sensibilidad para asegurar la detección precoz de la frenada.

Sensor de giro de rueda Es del tipo inductivo clásico con rueda dentada, uno en cada rueda. La frecuencia de la señal senoidal generada permite a la central de control calcular la aceleración de la rueda en cada instante.

Bobina electromagnética de frenado Es accionada por el sistema cuando se detecta la necesidad de accionar el ESP antes de que el conductor oprima el freno. Así se genera una presión en el líquido de freno. Después de que se oprime el pedal, la central deja de excitar esta bobina

Función ASR Los sensores y actuadores intervinientes en esta función son los mostrados en la figura

ESP – estrategia de acción El sistema de control calcula si es necesaria una intervención según las siguientes datos teóricos y reales. Pregunta a : hacia donde se dobla? Pregunta b : hacia donde va el auto? Las respuestas las dan el ángulo de giro de volante, las RPM de las ruedas (trayectoria teórica). La magnitud de giro transversal y la aceleración transversal dan la trayectoria real  Si

a ≠ b (teórico es diferente de real) se acciona el

sistema ESP, corrigiendo si es sobrevirante o subvirante. Se frena selectivamente una de las ruedas para volver a la trayectoria correcta.

Resumen del comportamiento: vehículo sin ESP

1

2

Resumen del comportamiento: vehículo con ESP TEVES

1

2

3

Sistema ABS / ESP Bosch 5.7

Unidad de control ABS/ASR/ESP BOSCH 5.7 La unidad de control evalúa la necesidad de accionamiento del sistema ESP, ABS, ASR, ABV y MSR También efectúa el autodiagnóstico del sistema

Unidad de control Unidad hidráulica

Sistema ABS/ASR/ESP BOSCH 5.7

Sensores del sistema ABS Bosch 5.7 Sensor de giro de volante Situado sobe la columna de dirección, transmite a la central de control la magnitud de ángulo de giro que el conductor gira el volante. Tiene idéntico funcionamiento al correspondiente de

Sensor combinado Los sensores de Aceleración transversal y de magnitud de reviraje están combinados en este sensor único.

Sensores del sistema ABS Bosch 5.7 Sensor combinado – funcionamiento Fuerza de Coriolis: si un cañón dispara una bala en el hemisferio Norte, esta se desviará de su trayectoria por efecto de la fuerza de Coriolis. Esta fuerza acelera la bala en sentido contrario a la rotación terrestre.

Cañón

Sensor combinado – funcionamiento Estructura del sensor de aceleración transversal La variación de la capacitancia de los condensadores es provocada por una aceleración transversal.

Sensor combinado – funcionamiento

Estructura del sensor de magnitud de reviraje Esta parte del sensor consta de dos polos magnéticos, una masa oscilante, y circuitos

Si aplicamos una tensión alterna tal como se muestra, los circuitos empezarán a vibrar (oscilar) bajo la acción del campo magnético.

Sensor combinado – funcionamiento Estructura del sensor de magnitud de reviraje Cuando el vehículo gira sobre su eje (reviraje), la masa oscilante se comportará como la bala del cañón con la fuerza de Coriolis. Esto variará el comportamiento de los circuitos bajo el campo magnético.

Esta variación será proporcional a la magnitud del giro del vehículo y será medido por la central de control.

Sensor de presión de frenado Transmite a la central de control una señal proporcional a la presión que el conductor ejerce sobre el fluido de freno. Es un material piezoeléctrico que reacciona con la presión del circuito.