Home >Documents >Sisteme de Siguranta Activa Pentru Autovehicule Rutiere

Sisteme de Siguranta Activa Pentru Autovehicule Rutiere

Date post:22-Nov-2015
Category:
View:236 times
Download:13 times
Share this document with a friend
Description:
mecanica
Transcript:

Sisteme de Siguranta Activa pentru Autovehicule Rutiere

SISTEME DE SIGURAN ACTIV PENTRU AUTOVEHICULE RUTIERENoi sisteme de siguran de la Volvo

Volvo Cars continu cercetrile n domeniul siguranei auto pe osele: un nou sistem de avertizare n caz de coliziune i frn automat, un sistem Cruise Control i un sistem de avertizare pentru oferii ce sunt prea obosii la volan au fost dezvoltate.

Compania Volvo a dezvoltat un sistem n caz de coliziune cu un automobil din fa ce staioneaz sau este n micare. Acesta ne avertizeaz acustic i va frna automat pentru a evita coliziunea. Sistemul Cruise Control va adapta viteza n funcie de automobilul din fa automat sau ne va ateniona atunci cnd suntem prea aproape de el. Aceste sisteme vor fi disponibile pe noile versiuni ale modelelor Volvo S80, V70 si CX70 ncepnd cu sfritul anului 2007.

La mai mult de 50% din accidentele ntmplate din cauza coliziunii din spate cu un alt autovehicul, oferii vinovai nu frneaz destul de mult pentru a evita accidentul. Acest sistem intervine automat, previne oferul, l avertizeaz i n caz contrar acioneaz sistemul de frnare n funcie de viteza avut pentru a evita ct se poate de mult coliziunea i rnirea ocupanilor din vehicul.

Primul sistem introdus pe Volvo S80 folosete unde radar pentru a detecta potenialii factori de accident. Noul sistem folosete i unde radar dar i o camera video. Raza undelor radar este de 150 de metri n fa autovehiculului iar cea a camerei video este de 50 de metri. Sistemul prelucreaz datele i daca cumva ceva este n neregul intervine. Daca oferul nu observ obstacolul din fa sistemul l previne vizual cu un semnal rou de avertizare i unul sonor, ncarc sistemul de frnare. Acestea ajuta oferul sa reacioneze i sa frneze. O reducere a vitezei de la 60 la 50 km/h n momentul impactului reduce cu 30% energia produs, deci mai puine daune automobilului i mai puine rni pasagerilor.

Adaptive Cruise Control ne permite reglarea vitezei i meninerea sa ntre 30 i 200 km/h. Dar aceasta se poate adapta automat n funcie de vehiculul care ruleaz n fa automobilului. Daca acesta din fa are o vitez mai mic sistemul va frna automat meninnd o distan suficient pentru evitarea oricrui pericol. Sistemul are i el limitele sale: dac oseaua este slab iluminat sau ceaa, fumul, ninsoarea o acoper nu poate opera la capacitatea sa maxim si atunci trebuie sa facem totul manual.

Un alt sistem introdus de Volvo va fi Driver Alert Control. Acesta atenioneaz oferii care nu sunt destul de concentrai la volan din cauza oboselii. Lane Departure Warning funcioneaz atunci cnd oferul depete marcajele de pe sensul su de mers fr nici un motiv ntemeiat sau fr s semnalizeze.

Compania Volvo a analizat modul n care se comporta n spatele volanului oferii n diferite condiii de stres i oboseal. n fiecare an din cauza oferilor care adorm la volan se produc peste 100000 de accidente n Statele Unite ale Americii, din care 1500 sunt mortale i peste 70000 de pasageri i oferi sunt rnii. Aceeai situaie este similar i n Europa.

Sistemele Driver Alert Control i Lane Daparture Control sunt unice. Acestea analizeaz toi parametrii automobilului i cei ai oferului. O camer instalat n interior msoar permanent distana ntre autovehicul i marcajele de pe sosea. Astfel se afl dac oferul face micri brute ale volanului fr nici un motiv anume i l avertizeaz printr-un semnal sonor i luminos i un text pe ecranul din bord Driver alert - Time for a break (Alerta pentru ofer - este timpul pentru o pauz). Aceste sisteme nu pot funciona n parametrii normali daca oseaua nu este marcat corespunztor sau dac condiiile meteo sunt nefavorabile (cea, ninsoare, polei).Audi are cel mai rapid super-computer pentru simulrile de crash-test

Clusterul - format din 320 de servere ce lucreaz n paralel - are o putere de calcul de 15 teraflops (15 miliarde de calcule pe secund), fiind cel mai rapid sistem din industria auto i unul dintre cele mai rapide 150 super-calculatoare din lume.

Noul super-computer accelereaz munca de simulare de cteva ori. Prin creterea constant a numrului de modele din gama Audi, este esenial ca fiecare model s aib ocazia de a fi testat n timpul dezvoltrii, pentru orice tip de accident posibil, a spus Dr. Ulrich Widmann, director al Departamentului de Siguran a Vehiculelor la Audi. Cu ct este mai rapid calculatorul, cu att simulrile vor putea fi mai exacte i mai realiste. Dezvoltatorii conduc aproape 5.000 de simulri n fiecare sptmn - de la simulri de crash-test frontal - pn la testarea unor componente individuale - permindu-le s determine i s corecteze eventualele puncte slabe nainte de construcie, chiar naintea realizrii primului prototip. Simulrile fac posibil dezvoltarea mainilor conform condiiilor curente de pe pia, cu nevoile clienilor sau cu informaiile primite de la Audi Accident Research Unit, al crui director, Hans-Ulrik von Bulow a spus: Noua reea de calculatoare ajut la mbuntirea calitii tuturor componentelor Audi.

Noul sistem este i foarte eficient. Cele 320 de servere HP ProLiant BL460c sunt montate cte opt n rack-uri nalte de 2 metri i astfel necesit cu pn la 30% mai puin spaiu dect calculatoarele tipice folosite n simulrile de crash-test. Sistemul de rcire al clusterului folosete de asemenea cu pn la 25% mai puin energie, consumnd doar 86 kW (f de 115 kW).

Audi AG are un motiv foarte ntemeiat de a-i extinde inventarul de calculatoare i a ine pasul cu noile tehnologii, avnd n vedere creterea modelelor din gama sa de vehicule. Fr aceste simulri extensive, dezvoltarea noilor maini nu ar fi posibil datorit creterii complexitii acestora precum i a reglementrilor n domeniu. Calitatea produselor poate fi mbuntit semnificativ prin aceste simulri.

Un singur model trece prin aproximativ 1000 de simulri pe sptmn n timpul celor 48 de luni ale fazei de dezvoltare. nainte de producia primului prototip, maina virtual a fcut deja 100.000 de simulri pe computer. Programarea acestora poate dura de la 30 de minute pn la o sptmn, n funcie de complexitatea accidentului. Cnd dezvoltatorii realizeaz testele de siguran reale, maina deja a primit un nalt standard de siguran prin folosirea simulrilor pe calculator.

Unele principii nu se schimba niciodata. Si dupa 80 de ani de inovatii indomeniul sigurantei, filozofia exprimata de fondatorii companiei Volvo este mai actuala ca niciodata: Masinile sunt conduse de catre oameni. De aceea, principiul debaza din spatele a tot ceea ce noi realizam la Volvo este- si trebuie sa ramana- siguranta.(Assar Gabrielsson si Gustaf Larson)

Filozofia membrilor fondatori a oferit baza pentru multe alte noi elemente de siguranta de-a lungul timpului. Un exemplu este celula de siguranta (safety cage) care a fost introdusa la Volvo PV 444 in 1944, impreuna cu parbrizul laminat, si a reprezentat unul dintre primele elemente de siguranta importante implementate pe autoturismele Volvo. Centura de siguranta cu prindere in trei puncte- cea mai importanta dintre toate inovatiile Volvo-a aparut in 1959. Aceasta este considerata una dintre inventille tehnice care a salvat cele mai multe vieti din istoria omenirii. Sistemul de protectie impotriva impactului lateral (SIPS) a fost introdus in 1991 iar sistemul WHIPS, care asigura deplasarea inainte-inapoi a scaunului din fata in cazul coliziunilor din spate, conform miscarii corpului, in 1998. La modelele de azi, zonele de deformare (crumple zones), introduse in 1996, au fost imbunatatite prin intermediul a patru bare de otel diferite, menite sa absoarba socul coliziunii.

Echipa de cercetare a accidentelor de la Volvo studiaza accidentele in care au fost implicate masini Volvo de mai bine de 37 de ani. Echipa asigura in permanenta cunostinte importante functiei de cercetare si dezvoltare a Volvo.

Volvo ia in considerare ideea unui viitor in care traficul auto va fi complet sigur. In spiritul acestei viziuni, masinile vor fi echipate cu sisteme inteligente care nu doar ca vor ajuta la sporirea vigilentei soferului, dar chiar vor putea prelua controlul masinii daca soferul nu reactioneaza in timp util pentru a evita un pericol iminent. Aceste demersuri sunt deja in desfasurare. Cele mai recente modele Volvo incorporeaza mai multe sisteme de siguranta avansate care ofera asistenta soferului in aceasta privinta. Acestea includ sistemul BLIS, care avertizeaza soferul asupra obiectelor care se deplaseaza in asa-numitul unghi mort din raza sa vizuala,si sistemul Collision Warning with Brake Support care, pe langa avertizarile vizuale si sonore, pregateste franele pentru a contribui la evitarea coliziunii cu vehiculul din fata. Principala idee a noii noastre filozofii a sigurantei este de a pozitiona capacitatea umana in centrul muncii noastre de cercetare si al viitoarei dezvoltari a sistemelor. Obiectivul este acela de a ajuta soferul sa isi mentina mainile pe volan si privirea pe carosabil, explica Ingrid Skogsmo, directorul Volvo Cars Safety Centre, care a fost numita Femeia Anului 2006 de catre influenta revista Automotive News.

Sistemul City Safety, care a fost dezvaluit pentru prima data pe conceptul XC60, la Salonul Auto de la Detroit de anul acesta, reprezinta inca un pas catre aceasta viziune. Sistemul insusi poate folosi franele, in anumite situatii, pentru a evita o coliziune, iar Volvo Cars spera ca utilizarea sa va preveni jumatate din totalul accidentelor cu coliziune din spate. City Safety este programat sa apara pe piata in urmatorii doi ani. 1. NOIUNI INTRODUCTIVE DESPRE SISTEMELE DE SIGURAN ACTIVIstoricCompania german Robert Bosch GmbH (cunoscut, mai popular, drept Bosch) dezvolt tehnologia ABS din anii 1930, dar primele automobile de serie care s foloseasc sistemul electronic Bosch au fost disponibile n 1978. Au aprut prima dat pentru camioane i limuzine nemeti Mercedes-Benz. Ulterior sistemele au fost portate i pentru motociclete.

Iniial, sistemele ABS au fost dezvoltate pentru aeronave. Unul din primele sisteme a fost Maxaret al companiei Dunlop, prezentat n anii 1950, i nc n uz pe unele modele de aeronave. Acesta a fost un sistem complet mecanic. A fost utilizat i pe automobile n anii 1960 (maina de curse Ferguson P99, Jensen FF i maina experimental Ford Zodiac cu traciune integral) dar pentru automobile s-a dovedit scump i nu a fost n totalitate de ncredere. Un sistem complet mecanic, cosntruit i vndut de Lucas Girling, a fost echipat din fabric pe Ford Fiesta generaia a 3-a. S-a numit Stop Control System (sistemul de control al opririi).1.1. Sistemele care fac parte din sigurana activ a unui automobil sunt urmtoarele:

Sistemul de frnare antiblocare - ABS Cnd roile se blocheaz pe drumuri ude sau alunecoase datorita unei frnari brute, vehicululul datorit aderenei sczute pote derapa necontrolat. Sistemul de frnare antiblocare (ABS) are calitai considerabil de ludabile de prevenire a blocajului roilor, oferindui conductorului un control foarte mare asupra autovehiculului n cazul unor frnri brute n situaii de urgen. Cele mai multe autovehicule ofer ABS fie ca echipament standard fie ca echipament optional.

Fig.1.1.1. Sistemului de frnare cu ABS

Sistemul de control al traciunii-TCS- Printre nenumratele pericole cu care se confrunt conductorii auto se numr drumurile ude sau alunecoase. Autovehicolele pot intra pe neateptate in derapaj atunci cnd sunt frnate sau accelerate reluarea controlului asupras autovehiculului fiind imposibil. Sistemul de control al traciunii-TCS- ajut n astfel de situaii, prevenind derapajul roilor nbuntind acceleraia si meninnd direcia de mers. Senzorii informeaz sistemul TCS cnd roile ncep s patineze, acesta trimite un semnal i un instrument de bord informeaz conductorul auto de faptul c TCS este activ.Asistena la frnare BA- Asistena la frnare este o tehnologie care ajut la mbuntirea timpului de reacie a conductorului auto in situaia frnrii de urgen.sistemul se bazeaz pe descoperirile studiilor accidentelor de circulaie prin coleziune efectuate n paralel de firmele Mercedes i Toyota, n care 90% din participani au ezitat s aplice toat fora de frnare, sau s nu aplice toat fora de frnare n situaii de urgen. Sistemul asistenei frnrii de urgen folosete senzorii pentru a msura ct de uor trebuie apsat pedala de frn. Cnd sistemul descoper intenia conductorului auto dea aplica ntreaga for de frnare asistena de frnare livreaz ntraga presiune de frnare reducnd considerabil distana de frnare a autovehiculului. Asistena la frnare este disponibila pe un numr mare de noi autovehicule, incluznd Ford Taurus, Ford Focus i Ford Expedition.

Fig1.1.3. Rata de penetrare a sistemului ESP n lume

Programul electronic de stabilitate-ESP- Aproape 10000 de oameni au murit anul trecut ca urmare a accidentelor prin coliziune, multe dintre ele avnd loc cnd vehiculele rulau pe drum ud sau la deplasarea n curbe. Programul electronic de stabilitate este un sistem interactiv de stabilitate dezvoltat, proiectat pentru a detecta i asista electronic situaiile critice n timpul rulrii autovehiculului. Este automat furniznd un nalt control in condiii nefavorabile de trafic, comparnd constant intenia de meninere a direciei a conductorului auto cu direcia pe care tinde s o aib autovehiculul i compensnd orice diferen. Numeroi productori de automatizri ofer sisteme electronice de control al stabilitii, pe care le vnd sub diferite denumiri. Clienii pot ntlni aceste produse sub numele diverselor brand-ri atunci cnd i achiziioneaz un nou autovehicul:ESP (Audi, Mercedes,Volswagen), DSC-Dynamic Stability Program (BMW), TM-Advance Trac (Ford, Lincoln,Mercury), Stability Management System (Porsche) and Vehicle Skid Control (Toyota).1.2.Scurt istoric al sistemelor de siguran activ

Inginerii nici nu au visat c sistemul de frnare antiblocaj patentat acum aproximativ 70 de ani de catre Karl Wessel in 1928, pentru controlul forei de frnare , va fi dezvoltat i construit. Sistemul a fost fundamentat i perfecionat de catre Robert Bosch (1936) i Fritz Osthaus n 1940. Sistemul ABS a fost patentat n 1936 cnd Fritz Ostwald, supranumit printele ABS, i susinea examenul de doctorat n ingineria mecanic la Universitatea Tehnic din Mnchen. ndrumtorul sau nu a fost interesat aceast tem, astfel c i termin doctoratul in fizic, dup care lucreaz la ATE, ITT, Continental Teves din 1950 pn cnd se retrage n 1978. Deoarece a fost convins c o frn poate lucra corect numai dac asiul este corect proiectat, el a facut cteva imbunatatiri: unghiul de cdere negativ i o nou concepie a punii spate pentru acea vreme, amndou fiind folosite la majoritatea mainilor de azi.

Unghiul negativ al roii este important cnd n timpul traciunii ntlnim suprafee neregulate sau obstacole n afara drumului, explozie de cauciuc sau defecte ale frnelor. Poate fi numit ESP mecanic i va fi artat mai jos ce i-a inspirat invenia. Numele de ABS este derivat din cuvntul Antiblockiersystem. Heinz Leiber la Daimler Benz a lucrat la ABS-ul automobilelor in 1964 la Teldix si mai trziu la Bosch si Daimler Benz. El este printele primului sistem ABS care a lucrat pe automobile. Un prototip ABS pe autovehicul a fost artat n 1970. Dar a fost nevoie de mai muli ani pentru a dezvolta un sistem care s fie ndeajuns de fiabil, utiliznd circuitele digitale integrate n locul componentelor analogice. Bosch a nceput prima serie de producie n 1978 cu sistemul ABS 2S fiind folosit de legendarul Euro 81 500SEL Mercedes Benz. ABS-ul era opional pentru 2599 de mrci, aproape 5% din preul mainii care este echivalentul a 5000 de dolari astzi.

Fig.1.2.1. ABS 2S in '81 500SEL

n 1995 ESP se lanseaz n producie dup opt ani de intense cercetri i perfecionri ale sistemului. Dupa ce faza de concepie a fost validat, intreaga durat de realizare a sistemului poate fi mprit n trei mari decade. n 1959 Prof. Dr. Fritz Nallinger , inginer ef la Daimler Benz a patentat un sistem de control proiectat pentru a preveni alunecarea roilor prin intervenia asupra motorului transmisiei i frnelor. Pn atunci senzorii i sistemele de control nu erau capabile de performane necesare operaiei de stabilizare cu frecvena necesar sistemului. Totui mult timp asemenea dispozitive au rmas doar o teorie.

1971-1986

Fundamentele ESP au fost realizate de Mercedes Benz ntre anii 70 , 80 cnd compania a dezvoltat sistemul de antiblocare a frnelor (ABS, "Antiblockiersystem"). Bazat pe tehnologia ABS-ului, Mercedes-Benz a dezvoltat Acceleration Skid Control ASR (controlul alunecarii la accelerare, "Antischlupfregelung") ASR intervine att n sistemul de frnare ct i asupra motorului n reglnd fora la roat in funcie de suprafaa drumului. Acest sistem nu acioneaz numai n timpul frnrii ca sistemul ABS ci i n timpul accelerrii. ASR a debutat pentru prima dat n 1981 pe Mercedes W-126 S class. n 1985 ASR a fost urmat de sistemul ASD-Automatic Locking Diferenial i de inovativul 4Mation un sistem care monitorizeaz tot timpul cele patru roi. Inginerii de la Mercedes au o nou int, s dezvolte o nou siguran activ n toate situaiile: in viraje, manevre evazive sau alte manevre ale autovehiculului care ar afecta dinamica lateral a automobilului i s induc un risc mare de derapaj.

1987

ABS + (ASR + ASD) = ESP

Urmrind vastele simulri realizate cu ajutorul computerului i a cercetrilor preliminare, n 1987 are loc prima testare a unor vehicule echipate cu aa numitul Transverse Slip Control System. Acest sistem identifica momentul de alunecare al vehiculului i l va corecta prin intervenii asupra asiului , motorului i transmisiei.1992

Dup succesul simulrilor dezvoltate de un nalt standard de producie ncepute n1992, mai mult de 40 de ingineri de la Mercedes-Benz AG i Robert Bosch GmbH au luat parte la acest proiect de baz. mpreun inventatorii de la Mercedes-Benz AG i Robert Bosch GmbH au exploatat milioane n timpul experimentelor i de asemenea i alte resurse.

Fig.1.2.2. Modul de operare al ESP

1994-1996

n primvara lui 1995 prima generaie de sisteme ESP, intr n producie la Mercedes-Benz/Stuttgart n S 600 coupe. n 1996 sitemul RAM a fost crescut de la 48 de kilobytes la 56 de kilobytes.1997-2000

n 1997 a doua generaie de sisteme ESP a fost introdus n producie. Pentru o dezvoltare rapid a presiunii de frnare sistemul de asisten al frnrii Brake Assist System (BAS, "Bremsassistent") este acum utilizat. Acest lucru face posibil renunarea la pompa de presurizare i la pistonul de ncrcare micornd greutatea cu mai mult de 50%. Cea de-a treia generaie de sisteme ESP, cu nume de proiect MK20, a fost introdus n producie n MAI 2000 la noile Mercedes-Benz C-class.

2. SISTEME DE FRNARE ANTIBLOCARE ABS

Fig.2.1.Automobilele moderne sunt echipate cu sisteme de frnare performante i fiabile, capabile s ating excelente valori de frnare chiar i la viteze ridicate. Totui, chiar i cele mai sofisticate sisteme de frnare nu sunt n msur s evite reaciile necontrolate i o frnare excesiv din partea conductorului mainii, confruntat cu condiii de circulaie critice sau cu o situaie neateptat. Specialitii au estimat c 10 % dintre accidentele de pe drumurile publice au fost produse datorit faptului c vehiculele devin necontrolabile si derapeaz ca urmare a blocrii roilor. Sistemul anti-blocaj (ABS) permite remedierea acestei probleme. Vehiculele echipate cu acest dispozitiv i conserv maniabilitatea si stabilitatea direcional, chiar i n cazul frnarii violente. Sistemul ABS contribuie ntr-o masur important la sigurana rutier. La ora actual cumprtorii de automobile consider sistemul ABS ca fiind cea mai important opiune ( 60% din preferine), devansnd airbag-ul ( 53% ) i direcia asistat ( 51% ).2.1. Prezentarea sistemelor de frnare

Rolul frnrii: -s ncetinesc, -s opreasc, -s mentin oprirea.n cele mai bune condiii, aceasta nseamn :

EFICACITATE : n timp i pe o distan maxim.

STABILITATE : cu pstrarea traiectoriei vehiculului.

PROGRESIVITATE : cu o frnare proporionala efortului conductorului.

CONFORT : cu un efort minim pentru conductor.

2.1.1. Sistemul de frnare convenional

Conform cu dispoziiile legale, funcionarea echipamentului de frnare pe un autovehicul este repartizat n dou dispozitive :

-dispozitivul de frnare principal,

-dispozitivul de frnare de securitate.

Aceste dou dispozitive comport comenzi n ntregime independente i uor accesibile. Ele sunt completate de un sistem de frnare n staionare.CompunereaFig.2.2.1 : Pedala de frn : Transmite fora de apsare a oferului ctre cilindrul principal.

2 : Servofrna cu depresiune : Utilizeaz o surs de energie exterioar (depresiunea din admisie) pentru a mri fora de apsare a conductorului.

3 : Pomp central tip tandem: Genereaz i distribuie frnei lichidul atunci cnd conductorul apas pedala de frn.

4 : Rezervorul de lichid de frn : Stocheaz lichidul de frn.

5 : Frna cu disc (fa) : Transform energia cinetic n energie caloric.

6 : Repartitorul forei de frnare: Evit blocarea roilor spate modificnd presiunea din cilindrii receptori.

7 : Frna cu tambur (spate) : Transform energia cinetic n energie caloric.

Conductele i lichidul de frn : Transmit presiunea (fora) din cilindrul principal n cilindrii receptori.

Principiul de baz

Principiul de baz l constituie crearea unei fore care se opune avansrii vehiculului, innd cont de 3 factori : factorul mecanic, factorul fiziologic, factorul fizic.Factorul mecanicOprirea roilor este obinut prin frecarea unui element fix al asiului de un element solidar cu roata n micare de rotaie. Aceasta va duce la degajare de cldur. Frnarea transform energia cinetic n energie caloric. De unde apar alte dou caliti indispensabile ale sistemului de frnare :-O bun eficien la temperaturi nalte,-Un timp de recuperare minim.Factorul fiziologic

Timpul de reacie : este timpul care se scurge ntre perceperea obstacolului si nceputul efectiv de frnare. Acest timp, variabil dup fiecare individ i dup starea lui generala, este n medie de 0,75 s.

Distana de oprire : este distana parcurs n timpul de reacie, plus distana de frnare.

Distana de frnare optim este funcie de: viteza vehiculului, coeficientul de frecare, deceleraia posibil (caracteristic frnarii vehiculului).Diagrama : Reprezentarea distanei de oprire n funcie de vitez (pe un sol dur i uscat cu o deceleraie medie de 6 m/s2 = 0,59g):

Fig.2.3.Factorul fizic aderena.Dac roata este oprit brutal, ea se blocheaz i alunec fr s se nvrt, vehiculul continund s nainteze: se spune atunci c roata nu mai are aderen.

Fora de aderen Fa se opune deplasrii unui corp n raport cu suprafaa pe care este aezat n repaus.

Ea este influenat de: fora vertical produs de greutatea corpului Fz, coeficientul de aderen .Fora de aderen = greutatea corpului ( coeficientul de aderen

Dac Fx ( Fa: Corpul rmne imobil.

Dac Fx ( Fa: Corpul va aluneca.

Coeficientul de aderen este funcie de:

-natura materialelor,

-starea suprafeelor,

-ungerea dintre suprafee. Fig.2.4. Fora de aderen n funcie de alunecareDac alunecarea crete peste o anumit valoare, fora de aderen scade. Blocajul unei roi este de asemenea obinut cu o alunecare de 100%. Alunecarea si fora de aderen sunt strns legate, deci pentru a obine cea mai bun for de aderen ntre anvelop si osea este necesar s se ating o anumit valoare de alunecare. Aceast alunecare provoac o uzur a anvelopelor. Se remarc pe curbe c o cretere important a alunecrii pn la blocajul roii, provoac o diminuare a forei de aderen longitudinal. Pe de alta parte, provoac n egal msur o scdere foarte important a forei de aderen transversal i deci posibilitatea deraprii laterale crete.De asemenea, dac se privete vehiculul n totalitate, blocajul roilor din fa provoac o pierdere a dirijabilitii vehiculului, iar blocajul roilor spate produce o pierdere a stabilitii acestui vehicul (risc de tte queue de rsucire). Constatm c o alunecare situat n jurul a 20%, d un bun compromis ntre stabilitatea i maniabilitatea direcionala a forei de frnare.Dac automobilul dotat cu ABS se afl n curb i se produce o frnare de urgen, vehiculul rmne pe traiectoria impus de conductor n 85% din situaii. n absena ABS-ului numai 38% din vehicule rmn pe traiectoria impus.2.1.2.Situaiile de deriv n frnare

Observm un vehicul lansat n linie dreapt :

Fig.2.5. Toate cele 4 roi blocate

Dac se efectueaz o frnare de urgen, vehiculul are tendina de a se aeza transversal pe drum: acest fenomen i gsete originea n diferena de aderen a solului, ntre roti, nainte de blocarea lor. Blocajul astfel obinut, vehiculul urmeaz atunci traiectoria sa nvrtindu-se n jurul sau. Dac nu vom mai apsa pedala de frn, vehiculul se va stabiliza pe o nou traiectorie rectilinie, diferit de prima i suprapus cu axa sa longitudinal.

Fig.2.6. Cele 2 roi fa blocate

Se constat c, dac roile fa sunt blocate, direcia devine inoperant.

Concluzie :

Maina este instabil cu roile blocate.

Maina i revine cnd relaxm pedala.2.2. Caracteristicile A.B.S.-ului

Scop : S pstreze controlul vehiculului n frnarea de urgen.

Rol : S evite blocarea roilor.

Caracteristicile sistemelor ABS : ABS-ul trebuie s se adapteze foarte rapid condiiilor de aderen

aleatoare.

ABS-ul trebuie s rspund urmtoarelor cerine :

Dirijabilitate (mpiedicarea roilor fa s de blocheze).

Deceleraie maxim (utilizarea maxim a aderenei).

Stabilitate direcional (mpiedicarea roilor spate s se blocheze); reglarea presiunii de frnare spate.

Gestionarea cuplului de fore diferite care apare n timpul frnrii pe o osea cu aderen diferit la roi. S pun la dispoziie informaia de vitez.

Observaie : Un ctig de distan de oprire poate fi efectiv adus doar n anumite condiii.

Fig.2.7. Amplasarea elementelor pe vehicul2.2.1. Componena sistemului A.B.S.

Sistemul adiional

Sistemul se compune dintr-un bloc hidraulic adiional care vine n completarea sistemului de frnare convenional (cilindrul principal i servofrna).

Fig.2.8.n regularizare, un volum de lichid este prelevat din roata care are tendina de blocare i "reinjectat" n intrarea n cilindrul principal (circuit nchis).

SyP- sintez vocalFig. 2.9. Schema A.B.S.-ului

Captorii: Captorii roii- msoar viteza roii Captorul pasiv (inductiv).Captorul pasiv nu este alimentat. El funcioneaz dup principiul induciei. n captul captorului se gsesc doi magnei permaneni i o bobin. Fluxul magnetic se modific datorit trecerii dinilor coroanei dinate. Variaia cmpului magnetic care traverseaz bobina genereaz o tensiune alternativ sinusoidal a crei frecven este proporional cu viteza roii.

1 Captor.2 Coroana dinat.

3 ntrefier.

Fig.2.10.Avem nevoie de o anumit vitez de defilare a dinilor ( vitez roat ) pentru a se obine un semnal de form cvasisinusoidal la bornele traductorului (n general o vitez de 5 10 km/h). Frecvena i amplitudinea semnalului sunt variabile cu viteza de rotaie! Numai amplitudinea semnalului se modific odat cu ntrefierul!Captorii activi

Captorii activi sunt alimentai. Ei funcioneaz dup principiul msurrii unui cmp magnetic. n capt se gsete un element sensibil electronic. Fluxul magnetic este modificat prin defilarea dinilor coroanei dinate. Variaia cmpului magnetic care traverseaz partea activ a captorului genereaz un semnal de ieire rectangular (ptrat) a crui frecven este proporionala cu viteza roi. Amplitudinea semnalului este constant oricare ar fi valoarea de ntrefier pn la o valoare de ntrefier maxim. La aceasta valoare de ntrefier maxim, semnalul corespunde unei viteze a roii egal cu zero.1 Rulment cu coroan magnetic .2 Captor.

Captorul magneto-rezistiv

Fig.2.11.Contactorul de stop

Este un captor de tipul totul sau nimic i are rolul de a informa calculatorul n vederea ntreruperii fazei de reglare a presiunii n sistemul de frnare atunci cnd acest lucru este necesar. Informaia contactorului becului de stop are rolul de a permite s se prseasc modul ABS ct mai rapid. ntr-adevr, dac ABS-ul este n funcionare, i dac conductorul relaxeaz pedala de frn ca s ntrerup frnarea, semnalul transmis de contactorul de stop va permite s se ntrerup reglarea mai rapid. Informaia de la acest contactor este folosit i pentru a anticipa nceperea regularizrii n cazul debutului fnrii.

Grupul A.B.S.

Grupul ABS este compus din: grup hidraulic (electrovane, pomp hidraulic, acumulator de joas presiune, clapet de anti-retur), motorul pompei, calculator.

Precauii :-a se respecta poziia prescris pentru manipulare i transport;

-a nu se solicita mecanic cablajul electric;

-protectoarele se vor demonta n momentul montajului;

-evitarea ocurilor;

-piesele vor avea ambalaj individual;

-a se evita intrarea n contact cu umiditatea sau cu alte medii ostile;

-a nu se utiliza lichide de frn n amestec;

-respectarea timpului de stocaj;

-a nu se pune n funciune pompa electric de manier extern atunci cnd pedala de frn a fost blocat;

-a se respecta ordinea operaiilor prescrise n M.R. pentru purjarea sistemului;

Electrovanele

Fig. 2.12. Versiunea cu 2 electrovane

Rol : Acionarea separata sau simultana a electrovanelor care permite modularea presiunii n circuitul de frnare.

1 Electrovan de admisie.2 Electrovan de evacuare.

3 Clapet anti-retur.

4 Pomp.

5 Bobin.

6 Roat.

Funcionare :

Electrovanele sunt constituite dintr-un solenoid i un miez mobil care asigur funcia de nchidere i de deschidere. Poziia de repaus este asigurat prin aciunea conjugat a unui resort ncorporat i a presiunii hidraulice. Toate intrrile si ieirile din i nspre electrovane sunt protejate de filtre. Pentru a putea s se reduc n toate momentele presiunea n frne, independent de starea electric a electrovanelor, o clapet de anti-retur a fost ncorporat n vana de admisie. Clapeta se deschide in momentul n care presiunea din cilindrul principal este inferioar presiunii din cilindrul receptor. Alimentarea poate s se fac prin :

intermediul unui releul,

intermediul unui etaj de putere integrat n calculator.

Ansamblul motor-pompaAnsamblul motor-pompa este constituit dintr-un motor electric i dintr-o pomp hidraulic cu dublu circuit.

Rol : n cursul unei faze de regulare (cdere de presiune), pompa aspir lichidul de frn i l refuleaz spre cilindrul principal. Aceasta refulare este perceptibil prin micarea pedalei de frn. Ea evit n acelai timp coborrea la fund a acesteia din urma.

Fig. 2.13

1 Arborele pompei.2 Excentric.

3 Piston.

4 Clapet de aspiraie.

5 Clapet de refulare.A1 Circuit primar al cilindrului principal.A2 Circuit secundar al cilindrului principal.

R1 Circuit de refulare al circuitului primar.

R2 Circuit de refulare al circuitului secundar.

Fig.2.14Funcionare : Arborele motorului electric este prevzut pentru antrenarea unui excentric care transform micarea de rotaie ntr-o micare de curse alternative a dou pistoane dispuse fa n fa.

Procedura de control : Supravegherea motorului este efectuat prin calculator, fie controlnd n timpul fazei de oprire tensiunea indus generat, fie printr-un captor inductiv care detecteaz rotaia motorului.

CalculatorulRol : Calculatorul de ABS ndeplinete urmtoarele funcii:

-reglarea ABS, supravegherea componentelor electronice ale sistemului, memorizarea defectelor aprute, selectare Low, tahimetru, R.E.F. (Repartitor Electronic de Frnare), E.B.V. (Electronic Braking Ventil) supap electronic de frnare.

i dup caz, urmtoarele funcii:

-E.S.P. : Control dinamic al stabilitii.

-M.S.R. : Regularizarea cuplului motor.

-A.S.R. : Sistemul anti-patinaj.

-A.F.U. : Asistena de frnare de urgen electronic.Mod de operareCalculatorul comand electrovanele i pompa hidraulic utiliznd :

Viteza vehiculului :

Calculatorul determin viteza vehiculului fcnd media vitezelor celor 4 roi. Aceast medie este numit viteza de referin. Viteza de referin este calculat cu ajutorul informaiilor furnizate de captorii roilor, dac vehiculul este echipat cu 4 captori. Pentru vehiculele echipate cu 2 captori, mai este necesar un captor de acceleraie care particip la determinarea vitezei de referin. Pentru vehiculele 4X4, acest tip de captor determin dac vehiculul este n micare.Acceleraia i deceleraia fiecrei roi :

Informaiile msurate de captor sunt transformate electric i analizate n paralel prin doua microprocesoare. Dup procesare, semnalele de ieire asigur comanda electrovanelor i a motorului de pomp. El calculeaz viteza de referin a vehiculului raportat la deceleraia (sau acceleraia) roilor (captori de vitez ai roilor) i n consecin deducnd alunecarea.

Purjarea circuitului hidraulicSunt posibile dou metode de purjare n funcie de intervenia pe sistem :

-Purjarea grupului hidraulic, Purjarea convenional.

Purjarea grupului hidraulic se efectueaz dup nlocuirea acestuia din urm. Aceast operaie se va efectua cel mai bine dup o purjare clasic. nlocuirea lichidului de frn sau a elementelor situate n aval de grupului hidraulic necesit o purjare cu ajutorul cu ajutorul testerului (CLIP) n modul actuatori.Purjarea convenional (clasic) se efectueaz dup o intervenie la sistemul de frnare, dac se nlocuiesc elemente situate n amonte de grupul hidraulic (de exemplu: nlocuirea cilindrului principal).Dup o ncercare pe drum cu o regularizare ABS, se controleaz cursa pedalei de frn. Dac aceast curs nu este normal, aa cum este indicat de constructor n NT sau MR, se efectueaz o purjare a grupului hidraulic. Moduri de funcionare

Regularizarea A.B.S.

Schema buclei de regularizare A.B.S.

Fig.2.15Circuitul hidraulic

1 : Pedal de frn.

2 : Servofrn.

3 : Cilindrul principal i rezervorul de lichid de frn

4 : Circuit primar.

5 : Circuit secundar.

6 : Bloc hidraulic.

7 : Roat fa stnga.

8 : Roat spate dreapta.

9 : Roat spate stnga

10 : Roat fa dreapta.a : Electrovane de admisie fa stnga / dreapta.

b : Electrovane de admisie spate stnga / dreapta.

c : Electrovane de evacuare fa stnga / dreapta.

d : Electrovane de evacuare spate stnga / dreapta.

e : Acumulatori de joas presiune.

f : Pomp hidraulic.

g : Motor de pomp hidraulic.

i: Clapet anti-retur.

Fig.2.16

Faza de repausn poziia de repaus, clapetele centrale ale cilindrului principal sunt deschise fcnd legtura dintre camerele din amonte i din aval. Electrovanele de admisie sunt deschise, electrovanele de evacuare sunt nchise. Pompa hidraulic este oprit.

Frnare fr regularizarePrin acionarea pedalei de frn cu ajutorul piciorului, dup nchiderea clapetelor centrale, se stabilete o presiune hidraulic i determin un cuplu de frnare proporional cu efortul aplicat. Electrovanele i pompa rmn n repaus.Faza de regularizareDistingem trei stri :

Meninerea presiunii.

Scderea presiunii.

Creterea presiunii.Regularizarea cu meninerea presiuniiElectrovana de admisie se nchide i izoleaz cilindrul principal de frnele roii. Creterea presiunii de frnare n frn devine imposibil.Regularizarea cu scderea presiuniiAceast faz nu intervine dect dac efectul fazei de meninere a presiunii n-a fost suficient pentru a evita blocarea roii.Regularizarea cu scderea presiunii si activarea pompei Electrovana de admisie rmne nchis. Simultan, electrovana de evacuare se deschide i pompa se pune n funciune. Scderea presiunii se efectueaz instantaneu graie acumulatorului de joas presiune. Aciunea pompei permite s refuleze lichidul nmagazinat n acumulator spre cilindrul principal. Acumulatorii de joasa presiune au rol doar de a absorbi creterile de debit n timpul cderii de presiune. Pompa refuleaz lichidul de frn din acumulatorii de joas presiune spre circuitul de frnare (cilindrul principal sau cilindrii receptori ai roilor, n funcie de faza de funcionare a electrovanelor de admisie).Regularizarea cu creterea presiunii

Electrovana de evacuare se nchide i electrovana de admisie se deschide. Cilindrul principal este din nou in comunicare cu cilindrii receptori. Alimentarea hidraulic se efectueaz graie cilindrului principal, dar de asemenea prin intermediul pompei n cazul n care acumulatorul nu ar fi gol. Urcarea presiunii n circuitul de frnare determin o ntrire a pedalei de frn. Funcionarea pompei genereaz o ridicare a pedalei de frn. Combinarea acestor dou efecte provoac o micare a pedalei prin pulsaii i semnaleaz conductorului c o regularizare este n curs.Not : Independent de starea electric a electrovanelor, este posibil n toate momentele s se reduc presiunea de frnare prin relaxarea pedalei de frn. Diminuarea presiunii se efectueaz prin intermediul clapetei de anti-retur, dispus n paralel cu electrovana de admisie.Exemplu de regularizare

0 : Repaus ; 1 : Activare

Atenie : Creterea forei de frnare duce la creterea diferenei dintre viteza vehiculului i vitezele periferice ale roilor.

Roat liber : alunecare 0 %.Roat blocat : alunecare 100 %.Regularizarea face alegerea alunecrii care s fie ntre 10% i 30% pentru ca frnarea s fie optim.Interpretarea curbelor de tipnceputul frnariiPresiunea de frnare se exercit integral. Viteza roii considerat descrete i se ndeprteaz de viteza vehiculului. Procentajul alunecrii crete i vana de admisie rmne deschis sub aciunea resortului.Meninerea presiuniiElectrovana de admisie se nchide i izoleaz cilindrul receptor de frn al roii. Creterea de presiune hidraulic de frnare devine imposibil.Scderea presiuniiAceast faz nu intervine dect dac efectul fazei de meninere a presiunii nu a fost suficient ca s evite blocajul roii. Electrovana de admisie rmne nchis. Simultan, electrovana de refulare se deschide i pompa se pune n funciune. Scderea de presiune se efectueaz instantaneu graie acumulatorului de joas presiune. Aciunea pompei permite s refuleze lichidul nmagazinat n acumulator spre cilindrul principal. Acumulatorii de joas presiune servesc n mod unic pentru a absorbi creterile de debit n timpul scderii de presiune. Pompa refuleaz lichidul de frn din acumulatorii de joas presiune i l transmite circuitului de frnare.Creterea de presiuneElectrovana de eapare se nchide i electrovana de admisie se deschide. Cilindrul principal este din nou n legtur cu frna roii. Alimentarea hidraulic se efectueaz graie cilindrului principal, dar de asemenea i prin intermediul pompei n cazul n care acumulatorul nu este complet gol.Consecine

Creterile de presiune n circuitul de frnare genereaz ntrirea pedalei de frn. Funcionarea pompei genereaz ridicarea pedalei de frn. Combinaia acestor dou efecte provoac o micare a pedalei i semnaleaz conductorului c o regularizare este n curs. Fora de frnare = fora de aderen longitudinal.StrategiiRegularizarea punii faCu scopul realizrii celui mai bun cuplu de frnare n regularizare, calculatorul comand electrovanele roilor fa n mod separat.

Fig.2.17n cazul unei frnari pe un carosabil mixt, de exemplu dou roi de pe aceeai parte sunt pe o band de iarb sau ntr-o balt de ap, un vehicul fr ABS are tendina de a intra ntr-un tte--queue. Cu ABS, traiectoria iniial a vehiculului este psrat.Regularizarea punii spate: "SELECT LOW"n regularizare, plecnd de la principiul c puntea spate trebuie s fie mai puin frnat n raport cu puntea fa, electrovanele roilor spate sunt comandate n acelai timp. Acesta este principiul seleciei joase (Select Low). Pentru a determina modularea presiunii pe cele doua roi spate, calculatorul ia n consideraie informaia roii spate care prezint cea mai ridicat tendin de blocare. Repartitorul Electronic de Frnare (REF)Compensatorul mecanic dispare, el fiind nlocuit de ctre Repartitorul Electronic de Frnare REF (Regulator Electronic de Frnare) sau EBV (Electronic Braking Ventil). Rol : Repartitorul electronic de frnare este o lrgire a utilitilor oferite de sistemele ABS. El permite s se asigure stabilitatea frnarii, n locul compensatorului, utiliznd grupul hidraulic, captorii de roat i un modul de logic de regularizare suplimentar.

Principiul de funcionare :

REF-ul comporta un mod de calcul nainte de frnare i un mod de calcul n timpul frnarii.

n afara frnarii: Cu ajutorul captorului roii, calculatorul nva diferenele ntre circumferinele anvelopelor fiecrei roi. Aceast diferen este legat de diferena de ncrcare, de presiune, de uzur a anvelopelor i de prezena roii de rezerv.n frnare : Funcionarea REF este operaional numai n afara regularizrii. REF-ul permite s se amelioreze :-eficacitatea frnarii prin utilizarea optimal a punii spate n toate circumstanele,-stabilitatea n viraj i n frnare a vehiculului prin gestionarea punii spate diferit n acest caz,-confortul de frnare n msura n care este posibil s se utilizeze din plin frnele spate la scderea presiunii de frnare,-s simplifice circuitul de frnare prin dispariia compensatorului de frnare: este un ctig n simplitate (o pies, un montaj, un reglaj n minus) i de greutate.El prezint numai 2 inconveniente care fac obiectul unei atenii particulare: Atunci cnd regularizarea REF intervine, sunt perceptibile slabe vibraii ale pedalei de frn datorate utilizrii electrovanelor ABS: logica REF-ului este deci optimizat pentru a minimiza ct mai mult posibil importana acestor vibraii.

Stabilitatea vehiculului depinde atunci de fiabilitatea ABS-ului: n plus progrese de netgduit ale fiabilitii ABS-ului de astzi, securitatea funcionarii este protejat prin realizarea a numeroase strategii de mod degradat care permit s se conserve prestaia REF-ului n ciuda ctorva elemente cu o fiabilitate proast ale ABS-ului (mai ales captorii de viteza ai roii).

n aprinderea martorilor, 3 cazuri pot s survin :Martorul ABS se aprinde singur : ABS in afara serviciului, dar REF rmne n funcionare.Martorul NIVOCODE se aprinde singur : nivelul lichidului de frn este prea sczut.

Martorii ABS i NIVOCODE se aprind simultan : ABS i REF n afara serviciului. n acest caz conductorul trebuie s se opreasc (martor rou) ( risc de "tte queue".Nota :

n timpul n care ABS-ul adiional este defect, conductorul pstreaz o frnare clasic.

Funcia tahimetric

Calculatoarele de ABS furnizeaz mai ales semnalul de vitez a autovehiculului tuturor utilizatorilor acestei informaii (tabloului de bord, calculatorului de injecie, regulatorului de vitez, direciei asistate variabil...). Aceast informaie de vitez este calculat plecnd de la viteza roilor i de la circumferina anvelopelor. Aceasta impune o programare a circumferinei, cu ajutorul utilajului de diagnosticare, dac calculatorul de ABS este nou sau dac dimensiunile anvelopei au fost modificate.

Atenie !

Pe perioada comunicrii sistemului cu testerul de diagnosticare ABS-ul este inoperant.

Noile calculatoare menin dialogul cu testerul de diagnosticare pe perioada rulajelor n detrimentul securitii !2.3 Avantajele ABS: mpiedic blocarea roilor, folosind astfel la maxim aderena la sol

Utilizarea maxim a aderenei ntre roi i carosabil i astfel scurtarea distana de frnare

Crete stabilitatea vehiculului, acesta rmnnd manevrabil i putnd vira chiar i la o frnare total

mai bun distribuie a forei de frnare ntre axele fa-spate

Auto-verificare i monitorizare chiar cnd sistemul nu este activ

Sistem fr ntreinere i fr componente de uzur, fiabilitate deosebit garantat de milioanele de sisteme Bosch instalate pe autovehicule

Funcionare independent fa de celelalte componente ale autoturismului i de starea acestoraExemple

Prezentarea a dou exemple n care funcionarea sistemului Anti-Blocare ABS are ca urmare evitarea unui accident sau a unui eveniment nedorit pe carosabil (pierderea stabilitii, intrarea n derapaj, etc.)

Frn i evitarea unui obstacol:Fr ABS:1. oferul recunoate pericolul i frneaz2. oferul ncearc s vireze pentru a evita maina care staioneaz3. Maina nu reacioneaz la rotirea volanului i rmne pe traiectoria iniial

Cu ABS:1. oferul recunoate pericolul i frneaz2. oferul ncearc s vireze pentru a evita maina care staioneaz3. Maina vireaz i reuete s opreasc, evitnd accidentul

INCLUDEPICTURE "http://www.bosch.com.ro/products/Brakes/shared/00.gif" \* MERGEFORMATINET Frn pe carosabil parial acoperit cu ghea, zpad, ap, ulei sau frunze uscate:

Fr ABS:1. oferul frneaz i roile de pe partea dreapt se blocheaz2. oferul ncearc s evite deraparea3. Maina nu reacioneaz la rotirea volanului i derapeaz

Cu ABS:1. oferul frneaz i ABS-ul recunoate tendina roilor din dreapta de a se bloca2. ABS-ul mpiedic blocarea roilor 3. Maina rmne pe band i oprete n siguran

Ce trebuie s tim despre ABS: Pentru celmai bun randament de frnare pedala trebuie inut apsat constant

Pulsaiile pedalei sunt un lucru normal ce arat c sistemul funcioneaz

ABS-ul asigur fora maxim posibil pentru frnare i deci cea mai scurt distan de frnare

Autoturismul rmne manevrabil n timpul frnrii

ABS-ul nu poate modifica legile fizicii. Prudena, anticiparea reaciilor celorlali oferi, pstrarea unei distane de siguran fa de vehicolul din fa precum i adaptarea vitezei la condiiile de drum sunt cele mai bune msuri de siguran!3. PROGRAMUL DE STABILITATE ELECTRONIC ESP

3.1. Limite

ESP este un sistem bazat pe sistemul de frnare al autovehiculului ca un instrument de conducere al autovehiculului. Atunci cnd funcia de control a stabilitii este activat comut prioritiile care guverneaz sistemul de frnare. Funcia de baz a frnei roii este decelrarea sau oprirea autovehiculului i devine secundar atunci cnd ESP este activ pentru a menine rularea stabil pe traiectorie, indiferent de condiii.

Fig.3.1. Forele care acioneaz asupre autovehiculelor

Funcii specifice de frnare sunt dirijate individual la roi (de exemplu roata stng pentru a contracara subvirarea sau roata fa dreapta pentru a compensa supravirarea aa cum se arat n figura 1 i 2. Pentru implemetare optim a obiectivelor de stabilitate ESP nu intervine numai asupra funciei de frnare ci i de partea motorului pentru a accelera roile motoare.

Fig.3.2. Modul de aciune al ESP n cazul subvirrii i supravirriiDeoarece acest concept discriminator de control se bazeaz pe dou strategii idividuale de inetrvenie, sistemul are dou opuni pentru virarea autovehiculului: poate frna individual roile(frnarea selectiv) sau accelera forele motoare. n cadrul limitelor impuse de legile fizicii ESP menine autovehiculul pe osea i reduce riscul de accidente i momentul girator al autovehiculului. Se prezint patru exemple comparative pentru vehicule cu i fr ESP n timpul rulrii la limit. Toate manevrele de conducere analizate reflect condiiide operare actuale se bazeaz pe programe de simulare actuale care folosesc date experimentale . rezultatele au fost confirmate n teste pe traseu repetate.

Cazul I virare i contravirare rapid

Aceast situaie apare frecvent n conducerea zilnic. Reflect manevre reale care apar la schimbarea de band i virri rapide precum: Pot apare cnd un vehicul se deplaseaz cu vitez prea mare intrnd ntr-o serie de curbe consecutive sau:-Se iniializeaz atunci cnd apare brusc un obstacol sau

-Este necesar atunci cnd o manevr de depire trebuie anulat.

Fig. 3.3. Manevrabilitatea unui autovehicul cu i fr sistem ESPFigurile 3.3. demonstreaz manevrabilitatea a dou autovehicule (cu i fr ESP) abordnd o serie de curbe n S cu virri i contravirri rapide. Pe o cale de rulare cu capacitate de traciune ridicat ((=1); Fr frnare din partea conductrului; Vitez iniial 144 km/h.

Iniial, cnd se aporpie de seria de S-uri, condiiile pentru ambele autovehicule sunt identice. Urmeaz prima acionare din partea conductorilor (faza 1).

Autovehiculul fr ESP (fig.3.3 stnga). Dup cum se observ, n perioada ce urmeaz virrii rapide, autovehiculul fr ESP are tendina de a deveni instabil (faza 2). Aciunea de virare a generat rapid fore laterale semnificative la roile frontale, fiind o ntrziere fa de momentul cnd roile spate sunt supuse acelorai fore. Autovehiculul reacioneaz cu o deplasare n sens orar n jurul axei verticale. Etapa urmtoare este faza 3 cu a doua intervenie asupra direciei. Autovehiculul fr ESP nu rspunde la solictarea conductorului de a contravira devenind incontrolabil. Fora de giraie i alunecarea lateral cresc radical (faza 4). Autovehiculul cu ESP (fig.3.3 dreapta). La acest vehicul ESP frneaz roata stnga fa pentru a contrabalansa pericolul de instabilitate (faza 2) care urmeaz primei intervenii se virare. n contextul ESP aceasta semnific o frnare activ i are loc fr nici o intervenie din partea conductorului. Aceast aciune reduce tendina de girare spre colul interior i aceast reducere limiteaz alunecarea lateral. Urmnd intervenia de contravirare momnetul de giraie i schimb sensul (faza 3). n faza 4 se aplic o a doua frnare scurt, de data aceasta la la roata fa dreapta, ceea ce duce la rulare stabil. Autovehiculul rmne pe direcia impus de unghiul de virare.

3.2. Conceptul ESPAplicarea controlului stabilitii n bucl nchis pentru situaiile limit definite de dinamica autovehiculului are ca scop controlul:

-vitezei longitudinale

-vitezei laterale

-gradul de giraie definit ca unghiul de rotaie n jurul axei verticale

-care depesc limitele de stabilitate.

Presupunnd semnale de intrare ale conductorului, acestea sunt transpuse n rspuns dinamic al autovehiculului adaptat la caracteristicile cii de rulare ntr-un proces menit s asigure maximum de siguran. Dup cum se arat n figur primul pas este determinarea modului de rspuns la solictarea conductorului n timpul funcionrii n limitele de siguran (rspuns ideal) i cum rsounde n mod real. Sunt prevzute elemente de execuie pentru a minimiza diferena dintre rspunsul ideal i cel efectiv prin influenarea indirect a forelor care acioneaz pe pneuri. 3.2.1. Sistemul i structura de comand

Sistemul de stabilitate ESP cuprinde faciliti care includ funciile ABS i TCS. Pe baza elementelor confirmate ale sistemelor integrate ABS/TCS permite frnarea activ pe toate patru roile cu o sensibilitate dinamic de mare acuratee. Rspunsul este adoptat ca un element n bucla nchis de comand. Sistemul controleaz frnarea, forele de traciune i pe cele laterale astfel nct rspunsul efectiv converge spre rspunsul ideal pentru circumstane date. Un sistem de management al motorului cu interfa CAN, poate determina modificarea momentului motor pentru a corecta rata de alunecare la roat.

Figura 3.4. ilustreaz sistemul ESP schematizat cu: senzori care determin parametri de interare pentru controler, unitatea central cu controlerul ierarhizat structural compus din controlerul ESP i elementele de control a alunecrii, actuatorii utilizai pentru controlul definitiv al frnrii, traciunii i forelor laterale.

Ierarhia controlerului

Controlerul ESP are prioritatea principal (nivelul 1) n cadrul ierarhiei controlerului. Definete rata ideal de alunecare a pneului pentru controlere subordonate ale ABS i TCS. Monitorizarea realizat de ESP vizeaz alunecarea lateral (diferen dintre direcia momentan i axa longitudinal a autovehiculului. Urmtoarele componente nregistrarea opiunea conductorului; i sistemul proceseaz semnalul ca baz pentru definirea rspunsului ideal:

-managementul motorului (de ex. presiunea pe pedala de acceleraie);

-presiune de frnare i

-senzor poziie volan.

Fig.3.4. Schema bloc a ESP

La acest punct rspunsul specificat este definit ca intenia conductorului. Coeficientul de frecare i viteza autovehiculului sunt de asemnea procesate ca parametri suplimentari. Sistemul de monitorizare evalueaz aceti factori pe baza semnalelor transmise de senzori pentru: turaia roii, acceleraie lateral, presiune de frnare, unghi de giraie.Controlerul ESP de nivel 1Funciile realizate de controlerul ESP sunt:

-determinarea poziiei actuale a autovehiculului pe baza semnalului unghiului de giraie i alunecarea lateral estimat de sistemul de monitorizare, i apoi

-obinerea convergenei maxime posibile ntre rspunsul autovehiculului n domeniul impus de limite i carcateristcile n domeniul normal de operare.

Deaorece este imposibil de a modifica direct forele laterale, ele nu pot fi utilizate direct pentru modificarea vitezei laterale i a unghiului de alunecare. Pe de alt parte, micarea lateral este generat printr-un moment de giraie care determin rotaia autovehiculului, determinnd modificarea unghiurilor roii. Pentru a genera momentul degiraie necesar controlerul poate interveni n alunecarea pneului pentru a modifica indirect forele longitudinale i laterale care acioneaz pe fiecare roat. Sistemul realizeaz aceasta prin modificarea specificaiilor ratei de alunecare, care va fi executat de controlerele subordonate ale ABS i TCS.

Procesul de intervenie este proiectat pentru a menine carcteristicile de manevrabilitate pe care productorul a intenionat s le imprime autovehiculului i s realizeze baza pentru un control n condiii de siguran. Controlerul ESP genereaz momentul de giraie specificat prin generarea unei modulri corespunztoare a alunecrii la roile controlate. Controlerele subordonate ale ABS i TCS acioneaz elementele de execuie care comand sistemul hidraulic de frnare i sistemul de management al motorului folosind datel generate de controlerul ESP.

Fig.3.5. Schema de control a ESPn figura 3.6. este ilustrat schema bloc simplificat a controlerului ESP. Ea reprezint traseul semnalului pentru intrare i ieire.Pe baza

-unghiului de giraie (parametru msurat)

-unghiului de bracare a volanului (parametru msurat)

-acceleraiei laterale (parametru msurat)

-vitezei longitudinale a autovehiculului (parametru estimat)

-forelor longitudinale din pneu i a alunecrii (parametru estimat)

Fig. 3.6. Schema bloc simplificat a ESP

sistemul de monitorizare determin:

-forele laterale care acioneaz pe roat

-unghiurile roii

-viteza lateral a autovehiculului.Specificaiile pentru unghiurile roii i unghiul de giraie sunt determinate pe baza urmtorilor parametri, care pot fi definii direct sau indirect de ctre conductor:

-unghiul de rotaie al volanului,

-viteza estimat a autovehiculului

-coeficientul de frecare determinat pe baza datelor de dinamic longitudinal i a vitezei laterale calculate

-cursei pedalei de acceleraie (cuplu motor) sau presiunea din circuitul de frnare (fora pe pedala de acceleraie).

Acest proces ia n considerare caracteristcile dinamicii autovehiculului, precum i situaii accidentale precum denivelri ale cii de rulare sau cu coeficieni de aderen diferii.

Metoda de lucru:Controlerul ESP gestioneaz cei doi parametrii de stare unghi de giraie i unghi de nclinare i calculeaz momentul de giraie necesar pentru asigurarea convergenei a parametrilor de control. Cu ct unghiul de nclinare crete cu att crete semnificaia sa n procesul de control. Programul de control este bazat pe datele semnificative pentru acceleraia lateral maxim i alte date selectate pentru a reflecta rspunsul n dinamica autovehiculului. Acestea sunt determinate pentru fiecare autovehicul n probe individuale care stabilesc relaia efectiv dintre unghi de rotaie volan i viteza autovehiculului ca baz pentru definrea micrii autovehiculului.

n funcionarea curent blocarea pneului se reralizeaz mai puin dect este nevoie pentru a menine rata obiectiv pentru acceleraia lateral n lungul traiectoriei staionare (cu alte cuvinte poziia autovehiculului poate deveni instabil). n acest caz coeficientul de frecare determinat este prea mare (situaia a fost evaluat prea optimist fa de situaia actual). Funcia de control a unghiului de alunecare lateral trebuie s intervin pentru a reduce acceleraia lateral pentru a menine autovehiculul pe traiectoria predefinit i fizic fezabil.

De exemplu, dac un autovehicul frneaz supravirator abordnd o curb pe dreapta i unghiul de giraie speificat este depit (autovehiculul tinde s se roteasc), sistemul ESP rpunde prin frnarea roii stnga fa pentru a genera o alunecare definit prin frnare care modific momentul de giraie n sens antiorar, suprimnd tendina autovehiculului de a deveni instabil.

3.2.2.Componentele programului de stabilitate electronicProgramul de stabilitate electronic ESP cuprinde urmtoarele componente(fig.3.7. ):

-Senzori

-Unitatea central de control

-Modulatorul hidraulic

-Pompa principal (primar) i senzorul de presiune primar.

Fig. 3.7. Dispunerea componentelor ESP-ului pe autovehiculUltimele componente pot lipsi total sau partial din unele versiuni. Ansamblul pistonului de ncrcare a fost utilizat la primele versiuni.

SenzoriCerine i sarcini:Primul scop al unui senzor este acela de a converti o marime fizic n mrime corespunztoare electric . Urmtoarele condiii sunt absolut necesare pentru asigurarea unei eficiene i fiabiliti a senzorilor, ECU i a actuatorilor ntr-un singur sistem de coordonate:O monitorizare constant i o auto diagnosticare; Rezisten la factorii de mediu i la cei de exploatare; Mentenan i o durabilitate ridicat o lung perioad de timp.Datorit programului de stabilitate electronic , senzorii i asum o nsemntate semnificativ , deoarece sigurana vital att a ocupanilor mainii ct i a celorlali participani la trafic.

Datele provenite din exploatarea autovehiculelor i din testele de simulri ale autovehiculelor sunt evaluate si pe baza lor sunt definite criteriile de performan ale senzorilor utilizai la ESP. Tot timpul vieii lor , senzorii trebuie n continuu s monitorizeze i s transmit date ECU-lui cu o nalt precizie. O funcionare eficient este necesar pentru o evaluare rapid i un rspuns precis n toate condiiile de operare.Versiuni

LWS senzori de determinare a unghiului de direcie Sistemul se bazeaz pe determinarea unghiului de bracaj pentru calculul anticipat al cursului autovehiculului. Generic , senzorul de monitorizare al unghiului este definit de de poziia senzorului, i nregistreaz deplasarea utiliznd un contact cu perii (poteniometric) sau un senzor de proximitate , depinznd de destinaia aplicaiei. Sistemul ESP poate ncorpora o mulime de diferii senzori proiectai pentru a nregistra unghiul de bracaj folosit ca baz de calcul pentru determinare cursului autovehiculului. Aceste semnale pot fi utilizate pentru a calibra ceilali senzori. Cmpul operaional al acestor senzori este de +720. Limitele toleranei sunt de 5 pe ntraga via a senzorului.LWS 1: Senzorul de direcie LWS 1 opereaz cu paisprezece componente HALL. El utilizeaz un cod definit digital pentru o monitorizare gradual a unghiurilor absolute a ambelor roi i a numrului de rotaii a volanului. Senzorii Hall integrai monitorizeaz poziia bazndu-se pe fluctuaiile cmpului electric n prezena unui cmp magnetic permanent. O rotaie a unui disc slab magnetizat la care golurile corespund cu codul digital specific furnizat de semnalele digitale ale unghiurilor care sunt direct procesate n ECU.LWS 3: Acest tip de senzor de determinare a direciei autovehiculului exploateaz propietile speciale gsite n trsturile cristalelor n strns legtur cu orientarea opus a magneilor (elementele AMR :Anisentropic Magnetic Rezistiv). Dou din aceste elemente inregistrez rotaia a doi rotori fiecare avnd un magnet ataat. Un inel dinat inconjuar coloana volanului i rotete odat cu volanul.

Fig.3.8. Senzorul de unghi al volanului

Acest inel dinat se rotete cu roata dinat de ghidare , care n micarea sa transfer micarea rotorilor, care genereaz un semnal de ieire pentru prelucrare cu o rezoluie nalt. Aceste roi localizate mai jos de elementele AMR, au diferite numere de dini, cea ce duce la o alt indexare a unghiului volanului. Aceast configuraie face posibil inregistrarea nceputului unghiului absolut al volanului (numrul de rotaii ale volanului ) de indat ce curentul electric pornete senzorul. Aceasta face ca nregistrarea iniial a poziiei senzorului s nu mai fie necesar, i deoarece ambele elemente produc o indexare a unghiului volanului, senzorii au ncorporai redundan intrinsec (astfel se automonitorizeaz)

Senzorii de acceleraie lateral

Msurtorile acceleraiei conduc la determinarea forelor fizice care apar la corpurile accelerate. Preluate att de elementelor elastice ct i de elementele rigide ale suspensiei, forele determin micarea corpurilor. Magnitudinea forelor corespunztoare reaciunii ineriale servete la msurarea acceleraiei.

Fig.3.9. Senzorul de acceleraie i senzorul de presiune

Senzorii de acceleraie se bazeaz pe conceptul Hall asigur extrem de eficient msurarea accelleraiei laterale. Ansamblul magnet mas arc rspunde bine la descrcarea electrodinamic (reducerea curenilor turbionari), permind furnizarea eficient i indezirabil a oscilaiilor autoinduse.

Fig.3.10. Senzorul de acceleraie lateral i senzorul de giraie

Senzorul de giraie Senzorul de giraie monitorizeaz rotaia vehiculului n jurul axei sale verticale. Atta timp ct unghiul de giraie este perfect normal in timpul desfurrii virrii, giraia poate indica alunecarea i traciunea pierdut. Dispozitivele utilizate pentru a msura rata de giraie (viteza de rotaie) sunt cunoscute sub numele de giroscoape. Senzorii convenionali cu aceast strategie de monitorizare sunt incomparabili pentru aceste aplicaii. Conceptul de monitorizare al giraiei valorific generarea forei Coriolis de un sistem nestaionar. Rotaia sistemului ca un ntreg va afecta dinamic orice mas oscilant din acest tip de sistem. Fora pe care un mecanism de control ar trebui s o exercite pentru a readuce masa in modul original de oscilaie servete ca o msur a unghiului de giraie, reflectnd faptul c fora de control necesar va crete cu creterea turaiei.DRS50/DRS100:

Una din versiunile sistemului ESP utilizeaz un mic cilindru cu elemente piezoelectrice (cilindru girometric). Oscilaiile de amplitudine controlat sunt generate de periferia acestui cilindru(similar cu vibraiile auditive produse de un pahar de vin atunci cnd alunecm cu un deget umed pe marginea lui). Un servocircit reacioneaz deplasnd rata de oscilaie catre modelul original de oscilaie.

Senzorul de presiuneConceptul predominant al proiectrii senzorilor de presiune se bazaez pe deplasarea indus de presiune a unei diafragme ca baz pentru msurri. Metode variate pentru msurarea deplasrii (mijloace de msurare a tensiunii, variaiile cmpurilor magnetice) se bazeaz pe modificarea tensiunii i frecvenei generate, reflectnd nivelul de presiune.programul de stabilitate electronic utilizeaz senzori capabili de a rezista la presiunii din sistemul hidraulic mai mari de 350 de bari i la temperaturi ridicate (n cazul n care se afl n compartimentul motor).Aceste criterii sunt satisfcute de cipurile micromecanice ale senzorilor siliconici (senzor de presiune semiconductor) capabil de procesarea semnalelor ieite n circuitul PCB din interiorul carcasei senzorului.O alt versiune de senzor de presiune o reprezint un senzor de presiune foarte mic cu o unitate de monitorizare ncorporat n interiorulunui cip semiconductor.unitatea electronic central poate declana funcia de monitorizare i monitorizarea modificrilor.Senzorul de vitez al roiiDe la semnalele transmise ctre unitatea central ECU rezult viteza de rotaie a roilor, dou concepte de operare sunt n general utilizate.1. senzorul de vitez inductiv

2. senzorul cu efect Hall

Fig.3.11. Traductorul de turaie inductiv Statorul traductorului de turaie inductiv DF6 cu nfurrile sale este aezat deaupra unui inel reluctor (rotor de impuls) ataat roii. Polul stator este legat la un magnet permanent, proiectnd un cmp magnetic n jurul inelului reluctor. Secvenele alternante generate de dini i goluri, care acompaniaz n mod continuu rotaia roii, genereaz fluctuaii n cmpul magnetic nchis prin polul statoric. Aceast variaie ritmic a cmpului magneticafecteaz nfurarea inducnd un curent alternativ, capabil de a fi nregistrat la captul nfurrii. Frecvena curentului alternativ este proporional cu turaia roii. Diferite configuraii ale polului sunt disponibile pentru adaptarea la diferitele soluii constructive de roi. Varianta obinuit este polul plan pentru instalare radial la unghi drept fa de rotorul de impulsuri. Tipul rombic este destinat pentru funcionare radial i montaj axial cu axa polului perpendiuclar pe raza rotorului. Indiferent de variant este vital alinierea precis ntre polul statoric i inelul reluctor. Alinierea precis nu este aa important fa de polul rotund, inelul reluctor trebuie s aibe un diametru suficient de mare sau o reducere a numrului de dini.

Amplitudinea tensiunii induse n nfurarea traductorului de turaie inductiv este proporional cu turaia roii. Tensiunea indus este nul atunci cnd roata staioneaz. Rotaia minim detectabil este definit de factori ca: geometrie dinilor, interfier, creterea de tensiune i sensibilitatea ECU. Turaia corespunztoareeste coincident cu viteza minim de comutare disponibil pentru aplicaiile ABS.

Pentru a asigura detectarea semnalului fr interferene, interfierul ce separ traductorul i inelul reluctor este aproximativ 1 mm, iar toleranele de montaj sunt strnse. Traductorul este montat pe un suport stabil pentru a evita oscilaii n timpul frnrii i distorsionarea semnalului. n final senzorul capt o acoperire cu unsoare pentru a fi protejat de murdrie i ap pulverizat de roile n micare.

Traductorul de turaie DF10 nlocuiesc unitile inductive convenionale. Cu acest concept formal, funcia de descrcare a inelului reluctor este preluat de magnei aranjai perifieric pe un inel alternnd polaritatea . Elementul de referin a tarductourlui activ de turaie este localizat n cmpul generat de aceti magnei. Rotaia inelului este acompaniat de o continu alternare a fluxului magnetic prin elementul de referin. Dimensiunile compacte combinate cu masa redus fac ca traductorul activ de turaie s fie potrivit pentru montarea pe rulmenii roii cu magneii localizai pe elementul de protecie a rulmentului. Elementul de etanare devine un dispozitiv multipolar.

Unitatea de comand (ECU)Funcia Unitatea de comand acoper toate funciile de control electrice, elctronice i de comand n bucl nchis. Acestea includ:

-alimentarea electric a tuturor senzorilor

-nregistrarea condiiilor de funcionare

-conversia analog/digital a datelor

-calculul datelor folosind variabile i reprezentri cartografice

-transmisia de date (amplificare i alimentarea elementelor de execuie)

-conexiunea n reea cu alte sisteme de comand

Sistemul de comand instalat n compartimentul motor trebuie s satisfac criterii speciale de operare n condiii extreme (cldur, vibraii, contaminare). ECU sunt disponobile n variant tandem pentru combinaie cu modulatorul hidraulic i n versiuni pentru montaj separat.

Fig.3.12. Traductorul de turaie inductiv

ConceptulECU poate fi privit ca o combinaie a urmtoarelor elemente (Fig.3.13.).Circuitul de intrareAcesta este sistemul unde semnalele de intrare sunt convertite pentru a putea fi procesate n sistemul digital. Convertorul analog/digital transform semnalele analoge n form digital, n timp ce semnalele digitale sunt preluate direct. Semnalele de intrare asigur pentru ECU urmtoarele date ale autovehiculului:

-poziia de aprindere a cheii de contact

-unghiul de rotaie al volanului

-turaia fiecrei roi

-unghiul de girare

-acceleraia lateral

-presiunea de frnare

-poziia pedalei de frnare sau a frnei de staionare.

Controlerul digital

Controlerul digital compar continuu datele de feedback preluate de la senzori cu specificaiile programate. Orice deviaie ntre valoarea specificat i efectiv sunt comparate cu hrile memorate a fiecrui tip de autovehicul. Acesta asigur pentru microprocesor datele necesare pentru definirea coreciilor necesare pentru o convergen mai bun ntre cele dou condiii. Microprocesorul poate s genereze datele de control necesare pentru transmiterea informaiilor spre actuator. Procesul continu pn cnd divergena ntre condiiile actuale i specificate scade la un nivel insignifiant. procesul de comand n bucl nchis este ncheiat.

Circuitul de comand

Cu semnalele de ieire procesate ECU comand:

-modulatorul hidraulic prin supapele electromagnetice

-pompa primarpentru a implementa selectiv fora de frnare cerut pe roiel individuale.

Energia necesar pentru a transmite funciile de control la componentele individuale este asigurat de alimentator. Semnalele de ieire din microprocesor i convertoare digital/analoge sunt prea slabe pentru a fi transmise direct la actuatori. Alimentatorul convertete aceste semnale n semnale de putere efective pentru elementele de execuie.

Comunicarea de date:ECU incorporeaz o interfa CAN care suport comunicarea cu alte uniti de comand i cu senzorii. ECU ESP-ului poate valorifica aceast capacitate transmind datele pentru a adapta factori ca ieirile motorului i momemntul efectiv prin intermediul CAN.

Dac conductorul aplic presiune prea mare asupra pedalei de acceleraie pentru condiiile de funcionare date, sistemul rspunde prin transmiterea unei apelri a ECU pentru a reduce ieirea de la motor. ESP are acces la date nregistrate de alte sisteme, care pot fi procesate i aplicate.

Stabilizatorul de tensiune

ECU asigur puterea necesar pentru funcionarea senzorilor (numai senzorul de giraie are propria surs de alimentare). Aceast tensiune trebuie stabilizat i portejat fa de interferene pentru a asigura funcionarea senzorilor.

Monitorizare i diagnoz

Inclus n soft-ul ECU este un program care realizeaz verificarea permanent a funcionrii satisfctoare a sistemului:

-semnalele senzorilor sunt supui unui test de plauzibilitate n care datele sunt analizate pentru conformitate logic

-rspunsul actuatorilor este monitorizat

-microprocesorul asigur performanele sistemuluiprin memorarea unor date eantion pentru verificare periodic.

Programul intern de securitate alimenteaz sistemul de avretizare, asigurnd asisten maxim la reparaie.

Metoda de lucru

Pe baza unghiului volanului, factorului de sarcin al motorului i a condiiilor de operare, ECU determin starea de deplasare a autovehiculului. Simultan analizeaz acceleraia lateral i unghiul de giraie pentru a determinastarea momentan a autovehiculului. Utiliznd fiecare deviaie a parametrilor comandai ca punct de plecare, microprocesorul proceseaz funcia de corecie, calculnd parametri de control corespunztori. Procesorul se bazeaz pe datele disponibile ca baz pentru parametrii de referin care nu sunt msurai direct. Procesul de comand este monitorizat permanent i modificat dup cum este necesar (ca rspuns la factori perturbatori).

Fig.3.13. Schema bloc a ECU Modulatorul hidraulicFunciaModulatorul hidraulic implementeaz comenzile ECU reglnd presiunea n cilindrii de frnare individuali ai roilor prin intermediul supapelor electromagnetice independnet de presiunea de frnare generat de conductor prin intermediul pedalei de frn. Ca element de legtur hidraulic ntre pompa de frn central i cilindrii de frnare individuali ai roilor, modulatorul este montat n compartimentul motor pentru a menine conductele la pompa central i cilindrii de frn ct mai scurte.Modulatorul hidraulic include supapa electromagnetic de intrare i de ieire utilizate pentru a regla nivelul de presiune n cilindrii individuali. Fluidul n exces rezultat din procesul de control este stocat n acumulatori nainte de a fi returnat n sistemul principal de pompa de retur.

ConceptModulatorul hidraulic este format dintr-o pomp de amorsare, un amortizor i un acumulator pentru fiecare circuit de frnare. Alte componente sunt supape unisens i distribuitoare tip 2/2 acionate electromagnetic. Toate aceste componente sunt instalate n carcasa pompei n timpul ce motorul de antrenare al pomei este montat n afara carcasei. Pompa cu autoamorsare de returMotorul electric care antreneaz pompa este poziionat opus fa de distribuitoarele elctromagnetice. Elementele de pompare sunt n seciunea central a modulatorului hidraulic. n timpul reducerii de presiune pompa dirijeaz lichidul de frn prin acumulator i amortizor n cilindrul principal. Servete de asemenea ca surs de energie pentru frnarea activ. Acumulatorul i amortizorulAcumulatorul i amortizorul sunt situate n partea inferioar a modulatorului hidraulic. Acumulatorul servete ca un sistem temporar de stocare pentru fluidul de frnare returnat din sistem n timpul reducerii de presiune n timp ce amortizorul atenueaz fluctuaiile de presiune din sistemul hidraulic pentru a reduce vibraiile pedalei de frn. n acelai timp este redus i zgomotul.Distribuitorul 2/2Patru perechi de supape de alimentare i de ieire mpart partea superioar a modulatorului hidraulic. Acestea moduleaz presiunea de frnare n cilindrii de frn individuali n timpul controlului activ al frnrii. Cele dou supape de comutare i absorbie susin creterea de presiune fr intervenai conductorului. Supapa de comutare conine o supap de presiune pentru limitarea presiunii n sistem. Supapa de aspiraie n dou trepte leag pompa de alimentare cu coenxiune la pompa central. Cele dou trepte sunt:-treapta 1: supapa de aspiraie asigur o seciune deschis larg atunci cnd sistemul de frnare este pasiv

-treapta 2: supapa de aspiraie rspunde la frnarea indus de conductor sau activarea pompei centrale prin nchiderea treptat pentru a crea o rezisten de curgere mrit.

Supapele unisensPretensionarea arcului supapei unisens are rol de a evita autoamorsarea pompei prin generarea unei depresiuni n cilindrii de frnare. Altfel pistoanele s-ar putea retrage prea departe i determina o reducerea prea pronunat a forei de frnare.Modul de lucruLichidul de frnare este presat afar din cilindrul central spre circuitul de frnare atunci cnd conductorul acioneaz pedala de frn. Lichidul curge prin supapele de aspiraie i cea de comutare pe traseul spre cilindrii de frn din roi. Atunc cnd conductorul elibereaz pedala, lichidul de frn se ntoarce de la cilindrii la pompa central pe acelai traseu. Aplicarea unei fore mrite pe pedala de acceleraie astfel nct blocarea devine iminent necesit reducerea presiunii de frnare n cilindrii fa de presiunea generat n pompa central.Frnarea activ este iniializat pentru a menine stabilitatea autovehiculului fr intervenia conductorului. n acest mod supapa de comutare se nchide, supapa de aspiraie se deschide i pompa reversibil intr n funciune.Creterea de presiuneConductorul apas frna. Supapa de intrare este decuplat (se deschide) i fluidul curge de la pompa central spre cilindrii roilor. (de ex, cnd ABS urmeaz s devin activ). Cnd ESP necesit frnare activ (fr input de la conductor) supapa de aspiraie este acionat i lichidul de frn curge direct de la pomp reversibil spre cilindrii de frn ai roilor. Modul de meninere a presiuniiCnd este detectat blocarea incipient a roilor, supapa de intrare trebuie s ntrerup legtura dintre cilindrul central i roi pentru a preveni creterea suplimentar a presiunii. Aceast funcie necesit acionarea supapei de intare. n timpul frnrii active, pompa reversibil menine curgerea lichidului de frn rezidual prin supapa limitatoare de presiune (din supapa de comutare) i napoi spre pompa central.

Dac ambele supape de intrare a circuitului de frnare au fost acionate (nchise) n timpu fazei de frnare activ, semnalul de acionare a supapei de admisie este ntrerupt, pentru a evita uzura inutil a pompei reversibile. Modul de reducere al presiunilorDac o roat este pe cale de a se bloca, aceasta arat c n circuitul ei de acionare este prea mult presiune. Acest exces de presiune trebuie descrcat ct mai rapid posibil ntr-o operaie care leag cilindrul roii cu circuitul de retur i acumulator. Aceasta este implementat prin acionarea supapei de evacuare, astfel nct aceasta se deschide. O dat cu reducerea presiunii, supapa de ieire nu mai este acionat, revenind n poziia iniial. Avantaje

ESP reduce pericolul de derapare i astfel riscul de accident

ESP inlcude sistemele ABS i ASR. Astfel este eliminat riscul de blocare al roilor la frnare (ABS) precum i patinarea (ASR) i astfel riscul de accident

ESP este instantaneu: Sistemul analizeaz de 25 de ori pe secund traiectoria autovehiculului i recunoate situaiile critice, reacionnd instantaneu.

ESP nu trebuie activat. El este pornit n mod automat pentru a v proteja ESP nu poate fi echipat ulterior. De aceea, luai cea mai bun decizie nainte de a achiziiona un automobil nou

ESP salveaz viei. Studii ale principalilor productori de autovehicule au demonstrat c ESP scade semnificativ numrul accidentelor.

n ce situaii v ajut

Exemplul 1: Evitarea unui accident1. Frn puternic, volanul este tras spre stnga. Maina risc s derapeze2. Se crete presiunea de frnare la roata stnga spate: autoturismul rspunde3. Viraj pentru redresare: vehicolul risc s supra-frneze. Se acioneaz frna stnga fa4. Autoturismul este din nou stabil

INCLUDEPICTURE "http://www.bosch.com.ro/products/Brakes/shared/00.gif" \* MERGEFORMATINET Exemplul 2: Manevre brute, neateptate1. Maina risc de derapeze. ESP-ul acioneaz automat frna dreapta fa.2. Vehiculul este stabil3. Maina risc de derapeze. ESP-ul acioneaz automat frna stnga fa.4. Vehiculul este din nou stabil

INCLUDEPICTURE "http://www.bosch.com.ro/products/Brakes/shared/00.gif" \* MERGEFORMATINET Exemplul 3: Suprafee cu aderen diferit a carosabilului (ghea, zpad, ap, frunze uscate, nisip, pietri, etc)

1. Maina risc de derapeze (sub-virare). ESP-ul acioneaz i frneaz roata dreapta spate concomitent cu reducerea puterii motorului.2. Vehiculul este stabil

Sistemul Anti-Patinare ASR

De ce avem nevoie de ASR? La demaraj, n special pe suprafee alunecoase, se creaz condiii ca una sau mai multe roi s patineze. Roile care patineaz nu pot transmite traciunea i nici nu pot controla autoturismul sau vira. Sistemul anti-patinare recunoate cnd trac'iunea exercitat de roi este mai mic dect cea cerut de ofer i elimin patinarea ntr-o fraciune de secund astfel nct autovehiculul pstreaz traciunea necesar.

Principalele componente ale unui sistem ASR sunt:

1. Agregatul hidraulic ABS, format din unitatea hidraulic ce intervine asupra forelor de frnare i unitatea de comand dotat cu microprocesor

2. Senzori de turaie ce monitorizeaz viteza de rotaie a fiecrei roi

3. Comunicaia cu sistemul de management al motorulu

Avantajele ASR: mpiedic patinarea roilor

Crete stabilitatea vehiculului chiar la demaraj pe suprafee foarte alunecoase (zpad, polei)

Autovehiculul rmne manevrabil

Scade drastic uzura cauciucurilor datorit eliminrii patinrii

Exemplul 1: Urcarea unei pante acoperite cu poleiFr ASR:Exemplul 1 - Fr ASR

1. oferul vrea s urce panta dar roile patineaz

2. Roile nu pot transmite traciunea datorit slabei aderene

3. Maina derapeaz incontrolabil

Cu ASR:Exemplul 1 - Cu ASR

1. oferul vrea s urce panta i roile au tendina s patineze

2. Unitatea de comand ASR regleaz traciunea independent pe fiecare roat i elimin patinarea

3. Maina urc stabil panta cu traciunea maxim posibil

Exemplul 1: Accelerarea la ieirea dintr-o curb Fr ASR:Exemplul 2 - Fr ASR

1. oferul accelereaz prea puternic

2. Roile patineaz i maina pierde controlul i derapeaz

3. Maina nu mai poate fi controlat

Cu ASR:Exemplul 2 - Cu ASR

1. oferul accelereaz prea puternic dar unitatea de comand ASR sesizeaz tendina roilor de a patina

2. ASR reduce traciunea individual pe roile respective i elimin astfel riscul de patinare

3. Maina se nscrie stabil pe traiectoria dorit

4. CONCLUZIIAvnd n vedere faptul c numrul autovehiculelor care circula pe drumurile publice au crescut vertiginos se impune creare de autoturisme ct mai sigure att pentru cei care circul cu aceste autoturisme ct i pentru pietoni.

Faptul de a avea o main care s corespund celor mai nalte norme de siguran a devenit unul din cele mai importante criterii atunci cnd cineva opteaz s cumpere un autoturism.

S-a constatat faptul ca existena ABS lui pe main reduce numrul de accidente pe drumuri alunecoase cu 50%, ceea ce impune folosirea ABS ului. Dac lum in calcul si celelalte sisteme de securitate activ care au fost studiate si le aplicm pe autoturisme atunci putem obine o reducere a accidentelor cu peste 70% fa de autoturismele care nu sunt echipate cu astfel de sisteme.n general toate sistemele de siguran mai sus menionate duc la un cost total suplimentar pentru un autoturism de aproximativ 1700 de euro, aceast sum poate varia de la productor la productor. Un simplu ABS cost intre 500 600 de euro, dar avnd in vedere eficiena acestui sistem nu este un cost care s fac cumprtorul s opteze pentru o masin fr acest sistem.

Fig. 1.1.2. Elementele sistemului ABS/ASR

Pompa de injectie

Sistem de

Management

motor

franare

Operatii franare

Unitate control

ABS/ASR

modulator

electrovalva

Operatii motor

G

Fz

Fx

Fa

w

Fa : Fora de aderen

Ulei.

Fa

Fa = Fz (

Roile deblocate

Frnare pn la blocarea roilor.

Roile fa deblocate.

Roile fa blocate.

1.Unitate hidraulic

2.Captor vitez roat

3.Coroan dinat

4.Contactor STOP

5.Rulment instrumentat

6.Martor Nivocode+Stop+Service

7.Martor ABS

Disc

Tambur

- - - - Circuit electric

____Circuit hidraulic

Bloc hydraulique

Roi

Bloc hydraulique

Bloc hidraulic

Ro

EVITER

LE BLOCAGE

DES ROUES

Capteurs vitesses de roues

Contacteur de stop

Information vitesse vhicule

Voyants +

SyP

Electrovannes

Moteur

-

Pompe

Outil de diagnostic

Systme Antiblocage de Roues

Alimentation

EVITER

LE BLOCAGE

DES ROUES

Capteurs vitesses de roues

Contacteur de stop

Information vitesse vhicule

Voyants +

SyP

lectrovannes

Moteur

-

Pompe

Outil de diagnostic

Systme Antiblocage de Roues

Alimentation

EVITER

LE BLOCAGE

DES ROUES

Capteurs vitesses de roues

Contacteur de stop

Information vitesse vhicule

Voyants +

SyP

Electrovannes

Moteur

-

Pompe

Outil de diagnostic

Systme Antiblocage de Roues

Alimentation

EVITAREA

BLOCAJULUI

ROTII

Captorul de vitez al roii

Contactorul de stop

Informaia de vitez

Martor +

SyP

Electrovane

Motor

-

Pompa

Utilaj de diagnostic

Sistemul de Antiblocare al Roilor

Alimentare

U

0

t

U

0

timp

U

0

Alimentare

Informa

Calculator ABS

Calculateur ABS

Informatie

Pedal de frn

Grupul hidraulic

Calculator.

Motorul pompei.

.

Calculatr.

Calculat.

1

2

3

4

5

6

1

2

3

4

5

6

Pompe

Electrovann

Cylindre

rcepteur

Matre

cylindre

Rservoir

Pomp

Electrovane

Cilindru

receptor

Cilindru

principal

Rezervor

n verde: partea numai hidraulicn albastru : comanda electrovanelor i a motorului pompei (M).

Evacuare

Viteza de referinta

Timp

Viteza

Admisie

Presiunea

Pomp

Maxi

Mini

1

0

1

0

1

0

PL

PF

Meninere

Coborre

Cretere

Curs pedal

Viteza unei roti

Viteza vehiculului

Vi

Vite

Admisi

P

hidraulic

Maxi

Mini

1

0

1

0

1

0

1

0

1

0

1

0

PL

PF

M

C

Controlul stabilitatii

Controlul stabilitatii

Fara

Inceperea

franarii

Cu

Inceperea

franarii

Cu

Faraa

Manevrabilitetea uniu autovehicul intr-o succesiune de curbe stanga dreapta cu si fara ESP (stanga imaginii fara ESP, dreapta imaginii cu ESP)

Elemente finale de control

Lantul elementelor ESP pe vehicule: 1 senzor de giratie si acceleratie laterala, 2 senzor de inclinare a rotii, 3 senzor de presiune primara, 4 Senzor de viteza a rotii, 5 Unitate control ESP, 6 Moduplator hidraulic, 7 Franele, 8 Unitate de control electronic a motorului, 9 Unghi de initiere, 10 Injectia de combustibil, 11 Supapa de reglare.

Senzori

Unitate control ESP

ABS/TCS Regulator

MSR Motor

Regulator moment de franre

Regulator ESP

Functionarea si componentele ESP-ului

Senzor acceleratie laterala si rata de giratie

Senzori de viteza roata

Senzor rotire

volan

Asistent mecanic

la franare

Calculator motor

Unitate de control hidraulic cu controler electronic integrat

Ilustrarea structurii generale a LWS3 cu elementele AMR

1 elemente AMR

2 Magneti

3 Rotor 1

4 Rotor 2

5 Roata dintata intermediara

6 Roata dintata conducatoare pe colana de directie

Senzor de giratie cu senzor de acceleratie laterala

(Senzor dual)

Senzor de presiune semiconductor

1 Silicon, 2 Vacuum, 3 sticla, p Presiunea

Sectiune a rotorului multipolar cu DF10 senzor de viteza a rotii activ

Schema bloc ECU

1. Senzor de viteza a rotii, 2. Senzor de giratie cu senzor de acceleratie laterala, 3. Senzor unghi de rotire volan, 4. Initiere, 5. Senzor presiune de franare, 6. Swich pedala de franare, 7. Baterie, 8. Circuit de intrare, 9. Stabilizator de tensiune, 10. Controler digital, 11. Interfata CAN, 12. Circuit de conducere, 13. Memorii pentru erori si greseli, 15. Electrovalva pentru modulatorul hidraulic, 16. Interfata de diagnoza, 17. Lampa indicatoare,18. Lampa de avertizare.

PAGE 56

_1210935038.doc

_1210936043.docjdfgdfd

Rata de folosire a ESP-ului

Germania

Europa

Lume

Japonia

NAFTA

_1134895433.ppt

DISTANA PARCURS N FAZA DE REACIE

DISTANA TOTAL PN LA OPRIRE

_1134985024.ppt

Semnal captor

Vitez roat

Analiz semnal

Stategie reglare

Ordinea de reglare

Aciune hidraulic

Modificarea vitezei

Modification

de la vitesse

Intervention hydraulique

Stratgie de rgulation

Ordre de rgulation

Analyse du signal

Vitesse de roue

Signal Capteur

of 83/83
SISTEME DE SIGURANŢĂ ACTIVĂ PENTRU AUTOVEHICULE RUTIERE Noi sisteme de siguranţă de la Volvo Volvo Cars continuă cercetările în domeniul siguranţei auto pe şosele: un nou sistem de avertizare în caz de coliziune şi frână automată, un sistem Cruise Control şi un sistem de avertizare pentru şoferii ce sunt prea obosiţi la volan au fost dezvoltate. Compania Volvo a dezvoltat un sistem în caz de coliziune cu un automobil din faţă ce staţionează sau este în mişcare. Acesta ne avertizează acustic şi va frâna automat pentru a evita coliziunea. Sistemul Cruise Control va adapta viteza în funcţie de automobilul din faţă automat sau ne va atenţiona atunci când suntem prea aproape de el. Aceste sisteme vor fi disponibile pe noile versiuni ale modelelor Volvo S80, V70 si CX70 începând cu sfârşitul anului 2007. La mai mult de 50% din accidentele întâmplate din cauza coliziunii din spate cu un alt autovehicul, şoferii vinovaţi nu frânează destul de mult pentru a evita accidentul. Acest sistem intervine automat, previne şoferul, îl avertizează şi în caz contrar acţionează sistemul de frânare în funcţie de viteza avută pentru a evita cât se poate de mult coliziunea şi rănirea ocupanţilor din vehicul. Primul sistem introdus pe Volvo S80 foloseşte unde radar pentru a detecta potenţialii factori de accident. Noul sistem foloseşte şi unde radar dar şi o camera video. Raza undelor radar este de 150 de metri în faţă autovehiculului iar cea a camerei video este de 50 de metri. Sistemul prelucrează datele şi daca cumva ceva este în neregulă intervine. Daca şoferul nu observă obstacolul din faţă sistemul îl previne vizual cu un semnal roşu de avertizare şi unul sonor, “încarcă” sistemul de frânare. Acestea ajuta şoferul sa reacţioneze şi sa frâneze. O reducere a vitezei de la 60 la 50 km/h în momentul impactului reduce cu 30% energia produsă, deci mai puţine daune automobilului şi mai puţine răni pasagerilor. 1
Embed Size (px)
Recommended