Sistemi antibloccaggio ruote

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1 Sistemi antibloccaggio ruote TRW

2 No part of this publication may be reproduced, stored in a retrieval system, or transmitted in any means, electronic, mechanical, photocopying, recording or otherwise, without the prior permission of the Technical Documentation & Publication Department in Neuwied. TRW

3 Indice 1. Introduzione Sistemi frenanti convenzionali Generalità Dinamica di frenatura Sistemi frenanti a più circuiti Tipi di sistemi separati Pompa freno Vantaggi dell'abs Frenate d'emergenza Frenare in curva "Rivestimento Split-µ" Criteri ABS Terminologia ABS ABS Eccitatore o anelli d'eccitazione (ruota fonica) Sensori Canali Unità elettronica di comando (ECU) Modulatori idraulici Sistema chiuso Sistema aperto Selezione "High"/"Low" Imbardata Integrazione sistema Funzionamento elementare ABS Campo ottimale di slittamento Misurazione dello slittamento Frenare con ABS Frenata normale (intervento ABS non necessario) Frenatura (è necessario l'intervento dell'abs) Tipi di sistemi ABS Soddisfare i requisiti Considerazioni relative a diversi tipi canali / 4 sensori canali / 4 sensori canali / 3 sensori canali / 4 sensori (suddivisione anteriore/posteriore) canali / 4 sensori (suddivisione diagonale) canali / 2 sensori TRW

4 6. Particolari dei componenti del sistema Spia di avvertimento Interruttore luci freno (stop) Sensori Eccitatore (ruota fonica) Centralina Elettrovalvole Valvola a 3 vie Bosch Valvole ISO / DUMP Valvola di regolazione portata Valvola CT (controllo trazione) Valvola RAS (regolazione anti-slittamento) Dispositivi supplementari Alimentazione di tensione Sistemi ABS di TRW SCS (Stop Control System) Ricerca guasti Spurgo del sistema TRW ABS 2/ Descrizione del sistema Ricerca guasti Lista dei codici guasto TRW ABS 4/4 F Descrizione del sistema Ricerca guasti Lista dei codici guasto TRW ABS S/S Descrizione del sistema Ricerca guasti Lista dei codici guasto Versione compatta Descrizione del sistema Ricerca di guasti Lista dei codici di guasto TRW EBC Descrizione del sistema Lista dei codici guasto Tabella abbinamento dei pin TRW EBC Descrizione del sistema Scatola di comando Scatola elettrovalvole Descrizione comando idraulico Valvola d'isolamento Valvola di scarico Accumulatore a bassa pressione Limitatore dell'alta pressione TRW 2

5 7.7.9 Motorino Pompa TRW EBC 430 EV Descrizione del sistema Centralina elettronica di regolazione Scatola elettrovalvole CT/RSV Cartuccia d'isolamento Valvola di alimentazione Sensore di pressione Sensore imbardata ed accelerazione trasversale Sensore angolo di sterzatura (SAS) Sensore del numero di giri ruota Spia di avvertimento Prese del sistema Controllo della stabilità del veicolo - VSC Introduzione Forze e coppie Cerchio Kamm delle forze d'attrito Processo di regolazione Controllo trazione - CT Introduzione Sistemi CT Solo freno Solo motore Freno e motore Filosofia di base Algoritmo come sottosistema nel sistema di controllo del veicolo Manutenzione Raccomandazioni generali Esecuzione di misurazioni elettriche Misure preventive Misurazioni della tensione Emissione sensore ruote Collegamenti a massa Misurazioni della frequenza Emissione sensori attivi Misurazioni della resistenza TRW

6 Introduzione 1. Introduzione Per ogni combinazione immaginabile di ruota e pneumatico, carico gravante sulle ruote, manto stradale e condizioni atmosferiche esiste un limite per la forza che può essere impiegata o per le azioni di frenatura, accelerazione o guida in curva oppure per una combinazione di una delle due prime azioni con la terza. Un conducente esperto sarà capace di utilizzare maggiormente questa forza, tuttavia, le condizioni stradali che si presentano possono cambiare molto rapidamente e provocare il bloccaggio di una o più ruote. Se una ruota o più ruote si bloccano, per esempio durante la frenatura, ciò non comporta soltanto l'impossibilità di generare la massima forza frenante, bensì può condurre anche alla perdita di controllo della guida. La funzione primaria dell'abs (sistema antibloccaggio ruote) è il riconoscimento di un bloccaggio delle ruote in uno stadio molto precoce con l'obiettivo di impedire tale bloccaggio e di ottenere un effetto frenante ottimale nonché di mantenere la stabilità del veicolo. Già all'inizio del XX secolo alcuni treni ferroviari furono equipaggiati, a titolo sperimentale, con dispositivi antibloccaggio visto che, nonostante la loro stabilità direzionale garantita dal tratto di rotaie, l'aderenza su rotaie bagnate era molto scarsa ed una frenatura sicura molto importante. Negli anni 40 dello scorso secolo aeroplani furono equipaggiati con sistemi antibloccaggio ed ebbe inizio lo sviluppo di sistemi antibloccaggio per veicoli stradali specialmente per automobili. Per motivi di sicurezza stradale, i camion con le loro condizioni di carico che variano fortemente esattamente come le automobili se non addirittura di più richiedono una stabilità migliorata durante la fase di frenata. Per questo motivo, ben presto ci si è dedicati anche a questi veicoli. E' stato possibile compensare le dimensioni ed i costi dei primi sistemi sul mercato per veicoli commerciali, mentre invece le automobili rappresentavano un problema. Perciò, solo negli anni 80, dopo un lavoro intenso di sviluppo e molti test nonché dopo una certa riduzione delle dimensioni e del prezzo di tali apparecchi, è stato possibile produrre ed installare in quantità maggiori sistemi adatti anche per il settore delle automobili. I sistemi di nuova tecnologia sono stati installati in misura crescente anche in veicoli pesanti da trasporto ed in rimorchi. Oggigiorno, i sistemi ABS, come sono generalmente chiamati, vengono installati come dotazione standard da molti costruttori di automobili, oppure sono disponibili a titolo opzionale. Il presente manuale contiene informazioni fondamentali sulle proprietà fondamentali di molti sistemi ABS, così come vengono installati oggi in automobili europee e giapponesi, tuttavia esso non contiene dettagli relativi alle singoli varianti, visto che la maggior parte dei sistemi sono identici per ciò che concerne struttura generale e funzione. Poiché lo sviluppo di sistemi ABS continua a progredire ed i dati tecnici delle automobili cambiano, c'è da attendersi in futuro un notevole aumento del numero di differenti tipi di sistemi. Sebbene in questo manuale sia descritta la manutenzione di sistemi ABS, si parte dal presupposto che i freni, l'impianto frenante convenzionale, la sospensione delle ruote e gli ammortizzatori del veicolo siano stati controllati e giudicati intatti da personale esperto, dato che tutti questi componenti contribuiscono alla reazione del veicolo in fase di frenata. Per l'esecuzione di interventi nell'impianto frenante si attende altresì dal personale addetto alla manutenzione che adotti le necessarie misure preventive nel rispetto delle disposizioni di sicurezza. Infine, bisogna nuovamente far presente che le condizioni di pneumatici/strada/carico gravante sulle ruote limitano i risultati ottenibili, anche se i sistemi ABS aiutano il conducente a controllare meglio il suo veicolo in caso di scarsa aderenza su strada, visto che la tecnologia moderna consente lo sfrutto massimo della forza applicata. Ciononostante, è molto importante che il conducente adatti la velocità del veicolo alle condizioni di guida. I primi sistemi sono stati installati in automobili di lusso, poi in veicoli di media e piccola cilindrata. Senza ABS Con ABS Fig. 1 TRW 1. 4

7 Sistemi frenanti convenzionali Generalità 2. Sistemi frenanti convenzionali Il sistema ABS può essere considerato l'ampliamento di un impianto frenante convenzionale secondo uno dei seguenti tipi; perciò è richiesta la conoscenza delle proprietà fondamentali di tali tipi nonché di altri temi nel contesto della frenatura di veicoli. Ulteriori informazioni sugli argomenti trattati sono riportate nelle pubblicazioni XFB 113 (Teoria di frenatura, azionamento freni incl. valvole di regolazione pressione e tubazioni e tubi flessibili), XQB 100 (Freni a disco) e XQB 101 (Freni a tamburo). 2.1 Generalità I sistemi frenanti delle automobili moderne, che sono azionati con il piede, possono essere considerati secondo tre aspetti: - componenti di azionamento che sono responsabili per la generazione delle immissioni necessarie per la frenata; essi comprendono la pompa freno, il servoelemento a depressione (servofreno) e le valvole posteriori di regolazione frenata (in funzione del carico e/o della pressione) - componenti per la trasmissione della forza (tubazioni e tubi flessibili) Esistono ulteriori sistemi, quali ad es. diversi tipi di servofreni sulla base di pressione accumulata, tuttavia, l'abs può essere utilizzato anche in questi casi nello stesso modo di quello descritto per i sistemi suddetti. Nei sistemi convenzionali la forza esercitata dal conducente sul pedale del freno (Fig. 2) viene intensificata dal servoelemento a depressione (3) nella lamiera trasversale del veicolo ed agisce sul liquido che si trova nella pompa freno (1) e che viene alimentato dal serbatoio di riserva (2). La pressione idraulica generata nella pompa freno viene trasmessa ai freni anteriori attraverso le tubazioni ed i tubi flessibili dei freni ed ai freni posteriori attraverso le valvole di regolazione pressione. 1 Pompa freno 2 Serbatoio liquido freni 3 Servofreno Fig. 2 Il serbatoio del liquido freni assicura che entrambe le parti del sistema idraulico (che sarà trattato in un secondo tempo) siano alimentate con una quantità sufficiente di liquido freni così come pastiglie/guarnizioni dei freni si usurano durante il funzionamento; il serbatoio è suddiviso in due parti in modo da rendere disponibile sempre una quantità sufficiente di liquido freni qualora uno dei due sistemi idraulici dovesse entrare in avaria. Il serbatoio può accogliere anche del liquido che, durante il funzionamento, è stato dislocato dal sistema a causa della produzione di calore nella fase di frenatura. 2.2 Dinamica di frenatura I pneumatici sono gli elementi che servono alla trasmissione di forza tra veicolo e manto stradale; tutte le forze per il comando del veicolo devono essere trasmesse attraverso la superficie di contatto dei pneumatici corrispondente rispettivamente al punto dove si applica la forza maggiore. Durante la marcia in curva i pneumatici devono trasmettere la forza in curva ed anche la forza frenante qualora si freni contemporaneamente. Per ogni ruota la risultante di queste due forze non può superare il prodotto derivato dall'aderenza di questa ruota (prodotto risultante dal coefficiente di attrito µ per la combinazione di pneumatici e manto stradale, alle rispettive condizioni atmosferiche) e del carico dinamico (la percentuale di peso del veicolo che in tale momento agisce sulla rispettiva ruota). Qualora si tenti di sviluppare sulla ruota più forza di quella disponibile in termini di attrito, la ruota comincia a bloccarsi, possibilmente insieme al bloccaggio di un'ulteriore ruota o di più ruote, cosa che ha le seguenti conseguenze: TRW 2. 5

8 Sistemi frenanti convenzionali Sistemi frenanti a più circuiti se le ruote anteriori si bloccano a causa di una frenata troppo forte dell'asse anteriore, o viene a mancare la piena forza frenante oppure viene pregiudicata la guida del veicolo ; il veicolo non ha più capacità d'inserimento in curva, bensì continua ad avanzare diritto. Se le ruote posteriori si bloccano a causa di una frenata troppo forte dell'asse posteriore, viene a mancare la piena forza frenante o viene pregiudicata la guida del veicolo in modo da provocare l'eventuale imbardata del veicolo e, di conseguenza, anche la perdita di aderenza delle ruote anteriori. Al fine di assicurare una frenatura equilibrata in un sistema frenante elementare e considerando una molteplicità di condizioni differenti di pneumatici/strade, il costruttore studia con molta precisione la ripartizione delle quote di frenatura per i freni anteriori e posteriori; egli deve considerare le differenti condizioni di carico, l'effetto del trasferimento del carico tra l'asse anteriore e quello posteriore durante la frenatura includendo, a questo scopo, anche le valvole di regolazione pressione. Attualmente, i veicoli con sistema ABS incorporato offrono la migliore garanzia di aderenza ottimale. Ciò consente al conducente, che già applica forze elevatissime sul pedale bloccando così una ruota o più ruote, di guidare il veicolo fuori della zona di pericolo, soprattutto in situazioni di frenatura d'emergenza, ottenendo la distanza di frenata più corta possibile (in caso di effettiva aderenza al suolo). 2.4 Tipi di sistemi separati Esistono quattro tipi differenti di separazione di sistemi frenanti idraulici che trovano applicazione nella produzione, due dei quali sono quelli più frequentemente usati. I quattro tipi sono i seguenti: Separazione davanti - dietro Fig. 3 In questo tipo di suddivisione uno dei due circuiti alimentati dalla pompa freno in tandem è collegato ai freni anteriori e l'altro ai freni posteriori; questo è il sistema più semplice e viene montato in automobili con trazione posteriore. Con questa disposizione è estremamente importante che, in caso di un'avaria nel circuito anteriore, si impedisca il bloccaggio delle ruote posteriori. Separazione diagonale 2.3 Sistemi frenanti a più circuiti Qualora un veicolo disponga di un solo sistema frenante per tutti i freni, in caso di avaria di un solo componente con una conseguente perdita di pressione si ha un guasto totale del sistema e tutti i freni, ad eccezione del freno a mano, non funzionano. Per migliorare la sicurezza stradale molti Paesi richiedono già da molto tempo che i sistemi frenanti debbano raggiungere una determinata potenza frenante anche dopo il subentrare di uno stato di avaria in un componente. Nelle automobili si è tenuto conto di questa esigenza separando il sistema frenante idraulico in due circuiti separati dove ciascuno dei due circuiti viene alimentato da una camera che genera pressione da sé in una pompa freno (vedi paragrafo 2.5) e dove ciascuno dei due circuiti è in grado di erogare almeno la potenza richiesta. In pochi casi si ha una progettazione doppia dell'intero sistema frenante in modo da ottenere la piena potenza anche in caso di un guasto. Fig. 4 In questo tipo di suddivisione, detta anche suddivisione a "X", ogni circuito alimenta una ruota anteriore e la rispettiva ruota posteriore disposta in diagonale; questo sistema viene impiegato normalmente in automobili con trazione anteriore. Ciascuna delle due parti del sistema è in grado di generare la metà della potenza frenante massima possibile. Tuttavia, al fine di impedire la tendenza del veicolo ad imbardare, che viene provocata dalla potenza frenante differente davanti e dietro in caso di disfunzione di un circuito, le ruote comandate devono avere un braccio a terra neutro o negativo. Suddivisione anteriore - posteriore Suddivisione diagonale 2. 6 TRW

9 Sistemi frenanti convenzionali Pompa freno Asse anteriore ed una separazione posteriore Come si può vedere, la pompa freno è dotata di due pistoni, così che si formano due camere separate, ciascuna con un'entrata propria dal serbatoio liquido freni che è sistemato in alto, sopra le medesime. Fig. 5 Per questo sistema, detto suddivisione a "L", sono necessarie pinze frenanti a due circuiti e quattro pistoni sull'asse anteriore; uno dei due circuiti frenanti anteriori viene poi collegato con uno dei freni posteriori ed il secondo circuito con l'altro freno posteriore. In caso di disfunzione di un circuito la ruota posteriore non frenata aiuta a mantenere la stabilità anche se non contribuisce a frenare il veicolo. Al confronto con i sistemi con suddivisione anteriore/posteriore e suddivisione a "X", questo sistema, come anche quello che viene descritto qui di seguito, non ha trovato molta diffusione. Fig. 7 La progettazione dei due circuiti è leggermente differente. Nel circuito primario, nel quale il pistone viene azionato direttamente dal servofreno, si crea la pressione non appena la guarnizione di richiamo sul pistone attraversa il diaframma di entrata per il liquido freni. Separazione HI Fig. 6 Anche per questo sistema sono necessarie pinze frenanti a due circuiti e quattro pistoni sull'asse anteriore, dove le coppie di pistoni sono di dimensioni differenti. I grandi pistoni anteriori sono alimentati da un circuito della pompa freno. I piccoli pistoni sono alimentati con il liquido proveniente dall'altro circuito e sono collegati con i freni posteriori; in caso di avaria del circuito anteriore deve essere impedito il bloccaggio dei freni posteriori. 2.5 Pompa freno Come già menzionato, i sistemi a più circuiti, come raffigurato in (Fig. 7), sono alimentati con fluido idraulico attraverso una pompa freno in tandem. Fig. 8 Il secondo pistone, che viene azionato dalla molla intermedia con l'ausilio dell'aumento di pressione nel circuito primario, è dotato di una valvola sistemata in posizione centrale (Fig. 8) che si chiude quando il pistone viene allontanato dal perno di arresto. L'esperienza ha mostrato che questa costruzione con la valvola centrale è in grado di gestire meglio della guarnizione di richiamo le variazioni di pressione che si generano nella camera secondaria durante il funzionamento con ABS. La pompa freno rappresentata nella fig. 7 è dotata di valvole centrali in ogni pistone. Questa costruzione si è affermata perché consente l'integrazione di altri sistemi, come p. es. quello del controllo di trazione (CT). Asse anteriore ed una suddivisone posteriore Suddivisione HI TRW 2. 7

10 Vantaggi dell'abs Frenate d'emergenza 3. Vantaggi dell'abs 3.1 Frenate d'emergenza E' già stato osservato che l'abs, in caso di una frenata d'emergenza, consente al conducente di guidare il veicolo fuori della zona di pericolo, nonostante l'applicazione della massima forza sui pedali, e ciò con la distanza più corta possibile e malgrado la tendenza delle ruote a bloccarsi. Questo paragrafo ne spiega il significato ed indica i fattori che incidono in fase di applicazione dell'abs. La Fig. 9 mostra un trattore che, uscendo da un passo carrabile, si porta direttamente davanti ad un'automobile costringendo il conducente dell'auto ad una frenata d'emergenza e a sterzare per evitare l'ostacolo. L'automobile, tuttavia, non è equipaggiata con l'abs, le ruote anteriori si bloccano non è più possibile sterzare e frenare completamente le due ruote e l'auto entra in collisione con il trattore. Nella Fig. 10 l'automobile è dotata di ABS, per il resto si ha la stessa situazione. Se a questo punto le ruote tendono a bloccarsi durante la frenata d'emergenza del conducente, l'abs provvede a scaricare leggermente la forza frenante in modo che le ruote facciano nuovamente presa sulla strada; successivamente si ripristina la pressione frenante e questo ciclo di apertura e chiusura si ripete tante volte quante sono necessarie. La velocità con cui il sistema esegue questi cicli è molto più rapida di quella adottabile dal conducente con la cosiddetta "frenata intermittente". Fig. 10 Poiché viene impedito che le ruote anteriori si blocchino, esse sono in grado di frenare il veicolo con il massimo ritardo possibile a queste condizioni facilitando inoltre al conducente di guidare l'automobile, come illustrato, evitando l'ostacolo. Fig. 9 TRW 3. 8

11 Vantaggi dell'abs Frenare in curva 3.2 Frenare in curva Qualora un conducente, in presenza di altre circostanze, freni bruscamente in una curva in modo tale da causare il bloccaggio delle ruote, perderà il controllo di guida del veicolo che, probabilmente, slitterà uscendo fuori strada. L'ABS permetterebbe alle ruote di continuare a girare durante il processo di frenata così da mantenere la capacità direzionale e ottenere la frenata massima possibile. In entrambe le situazioni, con l'intervento della maggior parte dei sistemi ABS, il conducente percepisce una reazione pulsante sulla forza applicata sui pedali e ciò lo indurrà, possibilmente, ad astenersi dal premere ancora più energicamente il pedale; tuttavia, al fine di raggiungere la distanza di frenata più corta possibile si raccomanda di premere e di tenere premuto il pedale del freno con quanta più forza possibile. In caso di una frenatura assistita dal sistema antibloccaggio, il conducente non dovrebbe rilasciare il pedale durante il processo. 3.3 "Rivestimento Split-µ" Ciò significa che le ruote di un lato del veicolo eventualmente a causa di un fondo stradale sporco o con ghiaccio lungo il bordo della corsia rotolano su una superficie che presenta proprietà di aderenza differenti da quelle del rivestimento stradale che si trova sotto le ruote sull'altro lato del veicolo (Fig. 11). Senza la protezione con l'abs il conducente, in caso di una frenata d'emergenza, provocherebbe facilmente il bloccaggio delle ruote sulla corsia scivolosa, cosa che potrebbe causare l'imbardata del veicolo ed un incidente. L'ABS consente di ottenere il massimo effetto frenante a queste condizioni difficili aiutando, al contempo, il conducente a guidare l'automobile. 3.4 Criteri ABS Se si riassumono tutti i requisiti posti all'abs, il sistema deve disporre delle seguenti funzioni: a. Esso deve essere in grado di scaricare le ruote interessate dalla forza frenante IN ECCESSO. Ogni conducente è capace di togliere TUTTA la forza frenante; per ottenere, tuttavia, una reazione ottimale deve essere tolta soltanto la forza IN ECCESSO. b. Il sistema deve essere in grado di mantenere la pressione dei freni dopo aver tolto la forza frenante superflua, senza però trattenerli eccessivamente in modo da lasciare che le ruote continuino a girare nel campo ottimale di slittamento (vedi paragrafo 4). c. Durante la fase di frenata deve essere mantenuta la stabilità del veicolo. d. Durante il processo di frenata deve essere possibile guidare il veicolo. ed infine e. In caso di una disfunzione dell'abs il conducente deve essere dovutamente avvertito e deve aver ancora a disposizione un sistema frenante che funzioni con la stessa efficacia di un sistema frenante parzialmente avariato in un veicolo senza ABS. A questo punto occorre nuovamente far presente che un buon giudizio del conducente e l'adattamento della velocità alle condizioni esistenti sono di grandissima importanza. Fig TRW

12 Vantaggi dell'abs Terminologia ABS 3.5 Terminologia ABS In collegamento con il sistema qui trattato esistono determinati concetti che sono usati normalmente e sarà senz'altro di aiuto illustrare in questa sede tali concetti ed anche quelli a cui si è già rimandato ABS Questa è la sigla che viene utilizzata su scala internazionale per un sistema (antibloccaggio ruote) che potrebbe essere chiamato anche antibloccaggio dei freni (ABF); la denominazione è riferita al sistema complessivo installato nel veicolo Eccitatore o anelli d'eccitazione (ruota fonica) Si tratta di pezzi anulari il cui bordo è provvisto di fori rettangolari oppure di una dentatura; essi girano insieme alle ruote o agli alberi di comando sui quali l'abs deve agire. Essi sono montati in modo che i fori o i denti passino attraverso un sensore mentre la ruota gira. Nei nuovi sistemi ABS il segnale di giri delle ruote viene fornito da codificatori radiali, come illustrato nella figura Sensori Essi si compongono di una scatola con un nucleo magnetico sul quale viene avvolto un filo conduttore a formare una bobina; le spire della bobina sono collegate con il rispettivo canale nell'unità di comando. Nel caso delle generazioni più moderne di sensori si tratta di un sensore attivo per ruote (Fig. 13). Il sensore viene integrato con un codificatore radiale e funziona secondo il principio dell'effetto di Hall. Sensore attivo per asse posteriore Sensore attivo per asse anteriore Codificatore radiale Esso fornisce il segnale di giri della ruota per il sensore attivo delle ruote. Può essere montato nel cuscinetto della ruota. Una pellicola speciale indica la polarità separata del codificatore. Guarnizione radiale per alberi - codificatore Per la trasmissione del segnale e la tenuta convenzionale Fig Canali Un canale è la parte dell'unità di comando che è collegato esclusivamente ad uno o più sensori e che regola la pressione per uno o più freni per ottenere il controllo necessario durante il processo di frenata Unità elettronica di comando (ECU) Una (o più) centralina ed altri dispositivi di comando per il controllo e l'elaborazione dei segnali forniti dai sensori Modulatori idraulici Spesso essi sono integrati nello stesso alloggiamento insieme alla centralina e generalmente con una pompa ed un motorino; comprendono valvole di comando che, al rilevamento di determinate condizioni, attivano il rispettivo canale ed impediscono con ciò il bloccaggio della ruota. Fig. 12 TRW 3. 10

13 Vantaggi dell'abs Integrazione sistema Sistema chiuso In questo caso il liquido freni, che è stato dislocato dal freno della ruota durante la fase di diminuzione della pressione, viene convogliato attraverso una determinata tubazione alla pompa freno in modo da essere immediatamente disponibile non appena la pressione dovrà essere nuovamente aumentata. Questo è lo standard nei sistemi ABS che vengono impiegati oggigiorno Sistema aperto Durante la fase di diminuzione di pressione il liquido freni dislocato dal freno della ruota, viene convogliato nel relativo serbatoio; in caso di un altro aumento della pressione è necessario aumentare nuovamente anche la pressione del liquido freni. Questo concetto viene impiegato da Teves MK II ed in alcune installazioni ABS della Citroen Selezione "High"/"Low" Qualora uno o più sensori siano collegati con un unico canale, la centralina può essere programmata in modo che il canale reagisca alla ruota che tende a bloccarsi come prima (selezione "Low") oppure alla ruota che tende a bloccarsi come seconda (selezione "High"). Ciò comporta l'effetto che il sistema o reagisce alla ruota con scarsa resistenza di attrito - quella che si bloccherebbe per prima -, oppure alla ruota con maggiore resistenza di attrito - quella che si bloccherebbe più tardi. 3.6 Integrazione sistema Oltre alle diverse funzioni dell'abs sopra descritte, la trw, in collaborazione con Mercedes Benz, ha sviluppato il cosiddetto "Brake Assist" (BA). Questo dispositivo è in grado di rilevare un azionamento molto veloce del pedale del freno, come avviene in caso di frenate d'emergenza, e dà luogo all'intervento immediato dell'abs in modo che sia disponibile il massimo effetto frenante senza ritardo rispetto alle circostanze. Oggigiorno siamo in grado di integrare e combinare con la gestione del motore i sistemi BA e ABS con controllo trazione (CT) (per evitare lo slittamento di una o più ruote in fase di accelerazione), regolazione di stabilità del veicolo (RSV) (per aiutare il conducente in situazioni difficili tramite l'azionamento automatico dei freni), e regolazione della velocità con l'aiuto di radar (Radar Speed Control RSC) (per mantenere la distanza di sicurezza dal veicolo che precede) Imbardata Questo concetto è riferito alla rotazione del veicolo attorno all'asse verticale attraverso il proprio baricentro, anche conosciuto con il concetto "testa-coda" Sensore AVVERTENZA: Alcune delle classifiche generali che servono per suddividere i sistemi ABS sono presentate e trattate nel paragrafo 5. Comando idraulico Regolazione pressione L'EBC 430EV rappresenta il vertice dello sviluppo della famiglia EBC 430 con una combinazione di tecnologia modernissima che consiste in sistema ABS, controllo della trazione (CT) e regolazione della stabilità del veicolo (RSV). ABS EBD regolante comandante Avvertimento ABS Spia di avvertimento Unità elettronica di Freno Spia di avvertimento Diagnosi Fig TRW

14 Funzionamento elementare ABS Campo ottimale di slittamento 4. Funzionamento elementare ABS 4.1 Campo ottimale di slittamento La forza frenante trasmissibile da un pneumatico sulla carreggiata dipende dalla percentuale di slittamento che si riscontra tra il rivestimento stradale ed il pneumatico. La fascia dei valori di slittamento entro la quale la ruota può applicare la massima forza frenante mantenendosi in condizioni di precisa sterzabilità, viene denominata campo ottimale di slittamento. Prove eseguite dalla trw e da altri costruttori di sistemi ABS hanno dimostrato generalmente che le forze frenanti ottimali possono essere trasmesse con uno slittamento nella fascia dall'8 al 35 %. Ciò si verifica nella maggior parte di combinazioni di condizioni (Fig. 15); pertanto, ciò è l ambito in cui lavorano la maggior parte dei sistemi ABS moderni. I sistemi ABS con modulazione della pressione mantengono la velocità della ruota in questo campo ottimale di slittamento dal 10 al 20%. P ABS Ambito di funzionamento Forza frenante Sterzabilità 4.2 Misurazione dello slittamento Lo slittamento percentuale viene determinato dalla differenza tra la velocità periferica della ruota e la velocità di marcia del veicolo, diviso per la velocità del veicolo. Dove: Slittamento (%) = (Vv Vw) x 100 Vv Vv = velocità di marcia del veicolo Vw = velocità periferica della ruota La velocità periferica dipende principalmente dal numero di giri; in questo modo, modifiche improvvise del numero di giri in caso di frenata indicano la tendenza della ruota a bloccarsi. Il sensore del regime di giri, che viene impiegato normalmente per la rilevazione del numero di giri della ruota, si compone di due parti: di un anello metallico di eccitazione nel cui bordo vi sono fori rettangolari o denti (ruota fonica), che è sistemato all'interno della ruota o del mozzo portaruota e che gira insieme alla ruota stessa e di un sensore sistemato nella sospensione del veicolo la cui superficie si trova quanto più vicina all'anello dentato di eccitazione. Quando i denti nell'anello di eccitazione (ruota fonica) si muovono in prossimità della superficie del sensore, si generano impulsi con una frequenza che è proporzionale al numero di giri della ruota. I segnali emessi da tutti i sensori del veicolo vengono trasmessi alla centralina. Si tratta di un computer che è stato programmato per la valutazione permanente di questi segnali. Ruota che gira liberamente 10% 20% Slittamento Ruota bloccata al 100 % Fig. 15 Se una ruota tende a bloccarsi, si ha una modifica improvvisa del numero di giri come già descritto in precedenza. La centralina rileva questa modifica e la trasforma in un valore di slittamento che viene confrontato con il campo ottimale di slittamento per poi decidere se tale valore si trova fuori o dentro la fascia di valori ammessi. Nel primo caso la centralina comanda le valvole magnetiche in modo da separare il freno interessato dalla pompa freno e da impedire un ulteriore aumento della pressione di frenatura. TRW 4. 12

15 Funzionamento elementare ABS Misurazione dello slittamento A seconda del tipo del segnale emesso dalla ruota, la centralina 1. mantiene costante la pressione verso i freni (fase di mantenimento della pressione) 2. riduce la pressione dei freni (fase di diminuzione della pressione) 3. aumenta la pressione dei freni (fase di aumento della pressione). AVVERTENZA: Le immagini che seguono illustrano lo svolgimento dei tre processi descritti in base a rappresentazioni schematiche delle rispettive valvole. Per semplificare la rappresentazione, le tre fasi sono state raffigurate in relazione con un unica ruota ed un unico freno in un sistema chiuso. Questi processi, nella sequenza di ricevimento da parte della centralina dei segnali emessi dai sensori, mantengono la velocità periferica della ruota entro il campo ottimale di slittamento, come rappresentato nella Fig. 16. In questo diagramma la linea interrotta indica il possibile aumento della velocità periferica della ruota entro i limiti superiore ed inferiore prestabiliti in caso di riduzione della velocità del veicolo e come questa velocità periferica della ruota viene frenata quando una ruota bloccata causa uno slittamento eccessivo. Per fermare il veicolo è necessario, infine, fermare tutte le ruote. In caso di velocità del veicolo inferiori a ca. 3-5 km/h la centralina non lavora più. v Velocità del veicolo Giri ruota t Fig TRW

16 Funzionamento elementare ABS Frenare con ABS 4.3 Frenare con ABS Frenata normale (intervento ABS non necessario) Azionando il pedale del freno si genera una pressione idraulica; poiché non è stata azionata dalla centralina dell'abs la valvola ISO, che è normalmente aperta, esiste un diretto collegamento idraulico con il freno delle ruote che quindi viene azionato. A questo punto la ruota non si è bloccata e pertanto la pressione nei cilindri del freno rimane invariata; la valvola DUMP è chiusa e la valvola di non ritorno impedisce che il liquido possa rifluire sotto pressione all accumulatore a bassa pressione. Il processo di frenatura si svolge in modo normale. Alta pressione Bassa pressione 1 Pompa freno 2 Serbatoio del liquido freni 3 Servofreno 4 Parafiamma 5 Pompa ABS 6 Accumulatore a bassa pressione 7 Valvola ISO 8 Valvola DUMP 9 Freno della ruota 10 Valvola di non ritorno TRW 4. 14

17 Funzionamento elementare ABS Frenare con ABS Frenatura (è necessario l'intervento dell'abs) Fase di mantenimento della pressione Si presuppone che la ruota cominci a bloccarsi in seguito al processo di frenata; il sensore rileva la modifica improvvisa del numero di giri della ruota ed interviene l'unità di comando per impedire un ulteriore aumento della pressione nel freno. A questo scopo, l'unità di comando pilota la valvola ISO. Essa si chiude ed interrompe in questo modo il flusso del liquido verso il freno. Alta pressione Bassa pressione 1 Pompa freno 2 Serbatoio del liquido freni 3 Servofreno 4 Parafiamma 5 Pompa ABS 6 Accumulatore a bassa pressione 7 Valvola ISO 8 Valvola DUMP 9 Freno della ruota 10 Valvola di non ritorno TRW

18 Funzionamento elementare ABS Frenare con ABS Fase di diminuzione della pressione Qualora la ruota tenda ancora a bloccarsi, anche se la pressione di frenata viene mantenuta ad un livello costante, i segnali emessi ancora dal sensore inducono la centralina a comandare il magnete nella valvola DUMP. La valvola DUMP si apre ed a questo punto una parte del liquido freni viene fatta defluire all'accumulatore a bassa pressione. In questo modo si riduce la pressione nei cilindri del freno; la forza frenante richiesta viene ridotta, la ruota può riprendere velocità di rotazione, lo slittamento si riduce e l'aderenza del pneumatico sulla strada migliora. Al contempo, la pompa ABS aspira liquido freni attraverso la prima valvola di non ritorno dall'accumulatore a bassa pressione ed attraverso la seconda valvola di non ritorno lo manda alla valvola ISO (che è ancora chiusa). Poiché esiste un collegamento idraulico verso la pompa freno e poiché la pressione generata dalla pompa ABS è superiore a quella della pompa freno e sufficiente per far aprire la valvola di non ritorno, il conducente percepisce un effetto pulsante sul pedale del freno. Alta pressione Bassa pressione 1 Pompa freno 2 Serbatoio del liquido freni 3 Servofreno 4 Parafiamma 5 Pompa ABS 6 Accumulatore a bassa pressione 7 Valvola ISO 8 Valvola DUMP 9 Freno della ruota 10 Valvola di non ritorno TRW 4. 16

19 Funzionamento elementare ABS Frenare con ABS Fase di aumento della pressione Una volta eliminato il bloccaggio della ruota ed in presenza di uno slittamento inferiore al limite superiore del campo ottimale, è possibile aumentare la pressione. Il segnale del sensore induce, quindi, la centralina a riportare la valvola DUMP nella sua posizione normale (chiusa). Al fine di assicurare un aumento graduale della pressione, la valvola ISO si apre più volte. La pompa freno comunica nuovamente con il cilindro del freno. Qualora la ruota tenda ancora a bloccarsi, la centralina attiva queste tre fasi nella stessa sequenza come retroazione ai segnali emessi dal sensore, finché l'azionamento del freno non sarà interrotto o il veicolo non si arresterà. Dopo l'ultima azione delle valvole durante il processo di frenatura la pompa ABS continua a funzionare brevemente affinché l'accumulatore a bassa pressione si vuoti completamente. Il sistema frenante, a questo punto, torna al suo stato originale. Alta pressione Bassa pressione 1 Pompa freno 2 Serbatoio del liquido freni 3 Servofreno 4 Parafiamma 5 Pompa ABS 6 Accumulatore a bassa pressione 7 Valvola ISO 8 Valvola DUMP 9 Freno della ruota 10 Valvola di non ritorno TRW

20 Tipi di sistemi ABS Soddisfare i requisiti 5. Tipi di sistemi ABS 5.1 Soddisfare i requisiti I severi requisiti posti dai costruttori di automobili ai sistemi antibloccaggio hanno costretto i costruttori di sistemi ABS ad effettuare studi estensivi di ricerca e di sviluppo, sia con computer molto sofisticati, sia con veicoli. Nel corso degli studi relativi alla determinazione dei sistemi più adatti sono state trovate diverse soluzioni possibili i cui vantaggi e svantaggi sono stati esaminati accuratamente. 5.2 Considerazioni relative a diversi tipi Oltre a ciò esiste una molteplicità di possibili combinazioni di componenti fondamentali, che possono essere integrati in questi sistemi, anche se non tutte queste combinazioni sono praticabili; pertanto è sufficiente considerare soltanto un numero limitato di queste combinazioni possibili. In ognuno di questi casi bisogna trovare un equilibrio tra i vantaggi ottenuti da un lato, ed i costi, la dimensione fisica e la complessità dall'altro. TRW 5. 18

21 Tipi di sistemi ABS Considerazioni relative a diversi tipi canali / 4 sensori In un sistema a 4 canali la reazione di ogni ruota viene rilevata, controllata e comandata individualmente in fase di frenata. Il sistema può essere utilizzato con suddivisione dell'impianto frenante nella parte anteriore e posteriore oppure con suddivisione diagonale ed è adatto sia alla trazione anteriore, sia alla trazione posteriore. Se la centralina riceve segnali che indicano l'inizio di bloccaggio di una ruota, essa fa sì che nel freno interessato si abbia una diminuzione della pressione in modo che il rispettivo pneumatico faccia nuovamente presa sulla strada. Ad ogni secondo si hanno molti di questi segnali e reazioni. In generale, nei veicoli dotati di questo sistema di controllo, entrambi i modulatori posteriori operano simultaneamente, cioè nel modo "Selezione Low" (reazione alla ruota che si blocca per prima). Nei veicoli di piccola o media dimensione con trazione anteriore, alcuni sistemi mantengono un'integrità idraulica tra i due freni posteriori impiegando, però, un modulatore più semplice; in questo caso, uno dei canali idraulici è quello "master" che viene regolato direttamente dalla centralina, mentre l'altro canale posteriore copia la pressione dal canale "master". In un circuito di comando, ciò comporta la "Selezione Low" per l'asse posteriore, mentre in un sistema a suddivisione diagonale si ottiene l'integrità di un circuito frenante nel caso di disfunzione del sistema idraulico. L'alto livello di complessità di questo sistema comporta alti costi offrendo, però, la migliore funzione ABS attualmente disponibile e facilita l'addizionale integrazione di altri sistemi, quali p. es. il controllo della trazione (CT) canali / 4 sensori Il sistema a 3 canali () utilizza i sensori disposti su ciascuna delle quattro ruote anche se vengono regolate individualmente soltanto le ruote anteriori. Il sistema può essere impiegato in veicoli con trazione posteriore. Le ruote posteriori vengono regolate dalla centralina; i freni di entrambe le ruote vengono chiusi ed aperti quando si ricevono segnali della ruota con la più bassa aderenza sul manto stradale (selezione "Low"). Questa costruzione può essere impiegata in un veicolo con trazione anteriore se il medesimo è dotato di un "triplo" circuito frenante e se ogni ruota anteriore viene frenata attraverso un proprio circuito frenante. Il sistema Teves MK II installato da Saab utilizza una pompa freno in tandem per i freni delle ruote anteriori ed un sistema servoidraulico per l'asse posteriore. Potenza frenante in caso di un difetto del sistema idraulico. A causa dell'installazione di un solo modulatore per la regolazione di entrambi i freni posteriori, questo sistema non è adatto per un sistema frenante a suddivisione diagonale. Anche se il sistema nel suo complesso non è tanto sensibile quanto lo è il sistema a 4 canali, questo sistema a 3 canali è molto economico, meno complesso, disponibile ad un prezzo più conveniente ed attualmente è il sistema più diffuso. Fig. 18 Fig TRW

22 Tipi di sistemi ABS Considerazioni relative a diversi tipi canali / 3 sensori Per un'applicazione semplice del sistema a 3 canali s'impiega un unico sensore per entrambe le ruote posteriori in un veicolo con trazione posteriore (Fig. 19), dove questo sensore viene montato sulla flangia del differenziale. La centralina elettronica è stata "informata" del fatto che il differenziale gira più veloce delle ruote. Le ruote posteriori vengono regolate nel modo "selezione Low", tuttavia, l'impiego di un unico sensore può comportare, a determinate condizioni, una sensibilità ridotta canali / 4 sensori (suddivisione anteriore/posteriore) Anche se questo sistema (Fig. 20) è stato installato nei primi modelli (anni 80) della Honda Prelude, destinati al mercato europeo, non si è molto diffuso, ciononostante dovrebbe essere menzionato. L'asse posteriore viene regolato secondo il principio "selezione Low". Ciò garantisce la stabilità necessaria; l'asse anteriore, tuttavia, deve essere regolato secondo il principio "selezione High". Il sistema non si è affermato sul mercato europeo, ma si è data preferenza al sistema con 4 canali e 4 sensori. Sensore sulla flangia del differenziale Fig. 19 Fig. 20 AVVERTENZA: Per tutti i sistemi descritti fino a questo punto la pressione per la (le) ruota (ruote) posteriore (i) può essere regolata indipendentemente dalla pressione per le ruote anteriori. I due sistemi seguenti si basano sulla filosofia del comando a 2 canali per il montaggio in sistemi a suddivisione diagonale di veicoli con trazione anteriore o integrale. Per ottenere l'ottimale potenza ABS, questi sistemi richiedono maggiore attenzione nella messa a punto dei freni per l'intero veicolo. In questi sistemi viene inserita, di regola, una valvola sofisticata che serve a ripartire in modo molto più efficace la pressione frenante posteriore rispetto ai sistemi descritti in precedenza. TRW 5. 20

23 Tipi di sistemi ABS Considerazioni relative a diversi tipi canali / 4 sensori (suddivisione diagonale) Questo sistema utilizza sensori individuali per le ruote con due modulatori, ciascuno dei quali regola i freni anteriori e posteriori di uno dei due circuiti diagonali (); oltre a ciò è stata montata una valvola limitatrice di pressione in ogni linea verso i freni posteriori. Poiché i veicoli, che possono essere equipaggiati con questo sistema, sono veicoli che tendono a presentare un maggiore carico gravante sull'asse anteriore, è assolutamente fattibile regolare le ruote posteriori in questo modo che è pur sempre sufficiente a soddisfare i requisiti europei richiesti ai sistemi antibloccaggio. I sensori disposti sulle ruote posteriori devono individuare un bloccaggio imprevisto delle ruote posteriori che viene causato probabilmente dall'utilizzo di pastiglie sbagliate e che potrebbe provocare un grave squilibrio in fase di frenata. Se, in determinate condizioni, quali ad es. attrito differente, una ruota posteriore slitta ed è montato il sistema a 2 canali, la logica di comando può decidere di allentare i freni del circuito interessato per mantenere il controllo sulla ruota posteriore che slitta. Questo controllo deve avvenire con molta cautela al fine di evitare distanze eccessive di frenata. Nissan (Datsun), negli anni 80, ha montato questo sistema nei modelli Bluebird e Sunny che sono stati venduti sul mercato giapponese canali / 2 sensori Il sistema a 2 canali (Fig. 22), che è adatto per il montaggio su veicoli con motore e trazione anteriore nonché per il sistema frenante a suddivisione diagonale, rileva individualmente la reazione di entrambe le ruote anteriori. La pressione frenante verso le due ruote posteriori viene regolata attraverso valvole sofisticate del segnale di carico che sono disposte in tutte le tubazioni dei freni posteriori. Se in fase di frenata viene regolata p. es. la ruota anteriore sinistra dall'abs, è assicurato che la ruota posteriore destra viene contemporaneamente alimentata con pressione regolata attraverso la detta valvola del segnale di carico. Con questo sistema non si ha il problema che il freno anteriore venga allentato in caso di slittamento di una ruota posteriore. Tuttavia, esso non dispone della protezione di un ulteriore sensore per la ruota posteriore nel caso di un errore nei materiali principali di attrito del freno. Questo sistema ABS ormai viene distribuito da alcuni anni sul mercato europeo e l'esperienza dimostra che si presentano soltanto problemi insignificanti di assistenza, a patto che i criteri relativi alla dinamica del veicolo e le pastiglie freno siano applicati correttamente. Il montaggio di valvole limitatrici della pressione è molto diffuso in questa classe di veicoli al fine di soddisfare le disposizioni dell'ue. Pertanto, il costo supplementare per una valvola ABS leggermente più sensibile non è eccessivamente alto. Infatti, il sistema qui descritto con 2 canali e 2 sensori è molto economico ed in merito alle sue caratteristiche è comparabile con i sistemi a 4 e 3 canali. Fig. 21 Fig. 22 Molto probabilmente esiste una molteplicità di variazioni dei tipi sopra descritti; in tutti i casi, l'idoneità e le possibilità dipendono dalle specifiche complessive dei veicoli TRW

24 Particolari dei componenti del sistema Spia di avvertimento 6. Particolari dei componenti del sistema 6.1 Spia di avvertimento Il componente più vistoso per il conducente è la spia di avvertimento nel cruscotto, un componente molto importante del sistema. Dopo aver inserito l'accensione e prima di avviare il motore la spia di avvertimento dovrebbe accendersi ai fini di controllo della funzionalità della lampadina: se non si accende, la lampadina è difettosa e deve essere sostituita. Dopo aver avviato il motore, la spia di avvertimento dovrebbe spegnersi o immediatamente oppure (nel caso di veicoli di più vecchia data) prima di raggiungere una velocità di marcia di 3-4 mph (5-7 km/h). A partire da questo momento la centralina attiva il circuito interno di sicurezza del sistema che controlla continuamente le funzioni chiave del sistema. Durante il funzionamento in marcia del veicolo, la spia di avvertimento dovrebbe essere spenta finché non si spegnerà il motore; in questo modo viene indicato che il sistema funziona correttamente. Un'illuminazione temporanea indica una disfunzione e significa che il sistema ABS è stato disinserito per tale motivo. 6.2 Interruttore luci freno (stop) Questo interruttore non inserisce solamente gli stop del veicolo per avvertire gli altri utenti del traffico, bensì trasmette anche un segnale alla centralina ABS indicando così che è stato azionato il pedale del freno. 6.3 Sensori I sensori che controllano la velocità periferica delle ruote tramite misurazione del numero di giri sono costituiti da un nucleo di ferro con un avvolgimento; in genere sono di due tipi. Attivo: una corrente è condotta attraverso il sensore e l'anello d'eccitazione, durante il suo movimento lungo il sensore, genera un segnale; Passivo: normalmente non è presente corrente, però nel polo scoperto si genera un campo magnetico a causa dell'anello d'eccitazione (ruota fonica) in movimento. 6.4 Eccitatore (ruota fonica) L'eccitatore è un anello metallico che, in termini di costruzione e dimensione, è adatto alle specifiche esigenze e che ruota al numero di giri della ruota; esso è montato in modo da creare un intraferro preciso tra anello e polo del sensore. La ruota fonica dispone o di denti quadrati (come illustrato, Fig. 23), o di fori rettangolari. In entrambi i casi, durante la rotazione del rotore, superfici e fori passano alternativamente vicino al polo; a causa della risultante modifica del campo magnetico viene introdotta nella bobina una tensione alternata indotta. La frequenza di questa tensione alternata è proporzionale al numero di giri della ruota e quindi anche proporzionale alla velocità periferica della ruota ed alla velocità di marcia del veicolo, a meno che non si verifichi uno slittamento. I segnali dei sensori vengono trasmessi alla centralina via cavo. L'eccitatore può essere montato o nel mozzo portaruota, in un disco o tamburo oppure nell'albero cardanico o nel motore (in quest ultimo caso si tiene conto delle differenze nel numero di giri). L intraferro tra sensore ed eccitatore può essere registrato con spessori oppure automaticamente durante il montaggio. Bobina sensoriale Nucleo del sensore (magnete permanente) Intraferro Fig. 23 TRW 6. 22

25 Particolari dei componenti del sistema Centralina 6.5 Centralina La centralina comprende un determinato numero di canali e consiste, di regola, in una parte elettronica (il comando elettronico) ed una parte idraulica (il modulatore). La parte elettronica è montata direttamente sulla parte idraulica oppure è disposta in una posizione qualsiasi nel veicolo; essa comprende due circuiti elettronici collegati in parallelo con il computer di regolazione e con il circuito di sicurezza per il sistema. Per motivi di sicurezza, il sistema ABS non entra in funzione a meno che i calcoli di entrambi i circuiti non siano identici. Il segnale della tensione alternata, emesso dal rispettivo sensore, viene amplificato nella parte di adattamento segnale e trasformato in un segnale digitale; successivamente il segnale viene analizzato per indicare o ritardo o accelerazione e quindi viene ulteriormente elaborato nella logica. Al fine di evitare errori durante la misurazione del numero di giri della ruota, i segnali provenienti dal sensore vengono filtrati elettronicamente prima dell'elaborazione; in questo modo si escludono effetti indesiderati dovuti a tolleranze e scuotimento della ruota. Il segnale d'uscita emesso dalla centralina di calcolo comanda la valvola magnetica della parte idraulica attraverso regolatori di corrente e stadi finali di potenza. La parte idraulica viene comandata dalla centralina elettronica e regola la pressione idraulica nel relativo circuito frenante; essa si trova tra la pompa freno e il relativo freno agente sulla ruota e comprende almeno una valvola magnetica per ogni circuito frenante, una camera di compensazione per ogni circuito frenante ed una pompa elettrica. Il motorino della pompa viene avviato dal sistema elettronico dell'unità di comando alla prima attivazione dell'abs durante la fase di frenata; il liquido freni scaricato dalla valvola DUMP nella camera di compensazione viene pompato nuovamente verso il cilindro principale attraverso i pistoni doppi della pompa. Una volta ultimata la regolazione ABS, il motore della pompa resta in funzione per alcuni secondi per far sì che la camera di compensazione si sia completamente svuotata. All'inserimento dell'accensione si attiva il relè che alimenta corrente elettrica nel sistema elettronico dell'unità di comando nonché nelle valvole magnetiche. La maggior parte di sistemi dispone inoltre di un'alimentazione di corrente erogata direttamente dalla batteria per mantenere il contenuto della memoria permanente. Per l'unità idraulica del sistema ABS si utilizzano differenti valvole magnetiche che sono descritte qui di seguito. 6.6 Elettrovalvole Valvola a 3 vie Bosch Questa valvola riunisce in un'unica valvola le funzioni d'aspirazione e di scarico. Nella Fig. 24 è raffigurata la valvola nella fase di aumento pressione, il pistoncino scanalato della valvola si trova nella posizione inferiore in modo che esista un collegamento tra cilindro principale e cilindro del freno. Alta pressione Bassa pressione Fase di aumento della pressione Fig. 24 La Fig. 25 mostra la fase di mantenimento pressione, il pistoncino scanalato della valvola si trova nella posizione centrale e separa il cilindro del freno sia dalla pompa freno, sia dalla camera di compensazione. Fase di mantenimento della pressione Fig. 25 La Fig. 26 mostra la fase di diminuzione pressione. A questo punto, il pistoncino scanalato della valvola si trova nella posizione superiore e collega il cilindro del freno con l'uscita della camera di compensazione. Fase di diminuzione della pressione Dalla pompa freno Dalla pompa freno Dalla pompa freno Ritorno alla pompa Ritorno alla pompa Ritorno alla pompa Fig TRW

26 Particolari dei componenti del sistema Elettrovalvole Valvole ISO / DUMP La disposizione nelle Fig. 27-Fig. 29 utilizza due valvole molto simili, le cui differenze sono riferite alla posizione dei pistoncini scanalati quando il magnete è disinserito. Nel caso di una valvola NA (normalmente aperta contatto di chiusura) il pistoncino scanalato si trova, quindi, in una posizione dove il suo passaggio è identico ai raccordi d'aspirazione e di scarico; nel caso di una valvola NC (normalmente chiusa - contatto di apertura) i raccordi non coincidono con il passaggio del pistoncino scanalato. Dalla pompa freno Valvola di regolazione portata Questa valvola funziona secondo un altro principio: è costituita da una valvola ad azionamento magnetico e da un cursore o una valvola di regolazione della portata che viene azionata da una molla di richiamo; entrambe le parti sono alloggiate in una scatola comune. Durante la frenatura normale (Fig. 30) la molla di richiamo mantiene la valvola di regolazione della portata nella "posizione di riposo" ed esiste un collegamento diretto tra la pompa freno ed il cilindro del freno. Sotto il foro che si trova trasversalmente rispetto all'uscita verso il freno, il canale nel cursore comprende un disco con un diaframma che limita il flusso del liquido; se la valvola magnetica è chiusa, le pressioni sopra e sotto la valvola di regolazione della portata sono identiche. Dalla pompa freno Fase di aumento della pressione Frenata normale Fig. 27 Diaframma Dalla pompa freno Ritorno alla pompa Fig. 30 Fig. 28 Dalla pompa freno Fase di mantenimento della pressione In caso di una tendenza al bloccaggio, l'unità di comando pilota la valvola magnetica che si apre e riduce la pressione sotto il diaframma della valvola di regolazione della portata; a questo punto il liquido può fluire attraverso la valvola in una camera di compensazione (tampone). Al contempo si avvia la pompa che provvede a pompare nuovamente il liquido, che temporaneamente si è trovato nella camera di compensazione (tampone), verso la pompa freno. Fase di diminuzione della pressione Fig. 29 TRW 6. 24

27 Particolari dei componenti del sistema Elettrovalvole Le differenze di pressione sopra e sotto il diaframma comportano un abbassamento della valvola di regolazione della portata in modo tale da isolare il cilindro del freno dalla pompa freno; a questo punto un canale anulare attorno alla valvola di regolazione della portata è collegato con il cilindro del freno - attraverso il canale bypass e la relativa scanalatura viene in essere un collegamento verso la camera inferiore Fig. 31, da cui viene pompato il liquido. Pertanto, il freno viene scaricato quando la relativa ruota accelera. Posizione e dimensioni del canale anulare nonché il diametro del diaframma sono di massima importanza per una funzione corretta dell'unità. Dalla pompa freno Valvola CT (controllo trazione) Valvola RAS (regolazione anti-slittamento) I sistemi ABS possono essere modificati in modo tale da non impedire soltanto un bloccaggio delle ruote in fase di frenata, bensì da riconoscere ed impedire anche lo slittamento delle ruote motrici su superfici con scarsa aderenza; questa proprietà, nel normale uso linguistico, viene denominata "controllo della trazione". In questo caso il sistema ha il compito di frenare la ruota che slitta in modo tale da poter trasmettere la coppia sulla ruota che ancora fa presa sulla strada. La rispettiva valvola (non raffigurata) non provvede soltanto a frenare la ruota che slitta, bensì essa induce inoltre la centralina del motore Motronic, che è collegata con questo sistema, a ridurre la coppia del motore Dispositivi supplementari Fase di diminuzione della pressione Diaframma Ritorno alla pompa Sensore sul pedale: Per il controllo della posizione del pedale durante il funzionamento ABS, è possibile l'installazione di un sensore sul pedale; esso trasmette un segnale alla centralina che in questo modo viene indotto ad inserire e disinserire la pompa finché il pedale del freno non sarà mantenuto in una posizione costante. Fig. 31 Con l'aumento della velocità della ruota, il segnale emesso dal sensore fa sì che la centralina blocchi l'alimentazione di corrente per la valvola magnetica in modo che la valvola si chiuda; grazie al flusso del liquido attraverso la strozzatura, le pressioni su entrambi i lati del diaframma si adattano allo stesso livello, la valvola ritorna alla sua "posizione di riposo" e la pompa freno ad essere collegato con il cilindro del freno (). Questo ciclo si ripete tante volte quante sono necessarie oppure finché il veicolo non sarà fermo. Relè di protezione contro sovratensioni: Questi relè si trovano nei cavi di alimentazione elettrica verso l'unità di comando e proteggono il sistema contro le sovratensioni disinserendo l'alimentazione Alimentazione di tensione La maggior parte dei sistemi dispone di un'alimentazione di corrente che avviene direttamente dalla batteria alla parte del comando ABS e che comprende anche la memoria permanente; essa è indipendente dall'alimentazione principale che viene attivata all'inserimento dell'accensione. Dalla pompa freno Fase di aumento della pressione Diaframma IMPORTANTE Massa Ritorno alla pompa Come per tutti gli attrezzi, anche in questo caso tutti i collegamenti a massa devono essere in buone condizioni TRW

28 Sistemi ABS di TRW SCS (Stop Control System) 7. Sistemi ABS di TRW 7.1 SCS (Stop Control System) SCS è un sistema meccanico-idraulico a due canali senza elementi elettronici di comando; la ricerca di guasti avviene in una sequenza relativamente semplice e può essere eseguita senza l'impiego di attrezzi speciali. La regolazione della pressione di frenatura avviene attraverso due modulatori indipendenti l'uno dall'altro che sono montati, tramite cinghie dentate, sull'albero di trasmissione di un veicolo con trazione anteriore; ognuno dei modulatori comanda il rispettivo freno per ruota anteriore e attraverso una valvola di regolazione della pressione di frenatura anche il freno della ruota posteriore diagonalmente antistante. In caso di condizioni normali di marcia, gli alberi di trasmissione e la massa volanica nei modulatori girano alla stessa velocità. Non appena si genera una pressione di frenatura sufficiente da bloccare una ruota, l'inerzia del volano nel relativo modulatore fa sì che esso giri più velocemente dell'albero di trasmissione frenante; il modulatore, quindi, attiva una valvola di scarico ed in questo modo scarica una parte della pressione del liquido dal cilindro del freno cosicché la ruota possa nuovamente far presa sulla strada ed accelerare. Nel frattempo il volano viene frenato da una frizione ad attrito finché non gira allo stesso regime della ruota quando la valvola di scarico viene indotta a chiudersi. A seconda dell'aderenza tra pneumatico e fondo stradale, questo processo può ripetersi fino a 5 volte al secondo finché il veicolo non si arresta o si rilascia il pedale del freno. In caso di una cinghia di trasmissione allentata o strappata, si accende una spia di avvertimento. 1 - Albero di trasmissione 1A -Puleggia per cinghia di trasmissione 2 -Volano 2A -Bloccaggio per regime basso 3 -Meccanismo a sfera ed a rampa 3A -Frizione ad attrito 4 -Molla per valvola di scarico 5 -Bilanciere di comando valvola di scarico 6 -Valvola di scarico 8 -Scarico 9 -Pistone compensatore 10 -verso il serbatoio 11 -Valvola di disinnesto 12 -Stantuffo della pompa 13 -Camma TRW 7. 26

29 Sistemi ABS di TRW SCS (Stop Control System) Ricerca guasti IMPORTANTE Se si suppone un danno in un modulatore, accertarsi prima di procedere allo smontaggio che questo sia stato spurgato correttamente; in caso di necessità seguire il procedimento raccomandato per spurgare il modulatore e successivamente controllarlo. Soltanto dopo si dovrebbe montare, spurgare e controllare un modulatore nuovo. AVVERTENZA: Senza attrezzatura speciale è molto difficile valutare la funzione del sistema attraverso un vasto campo di velocità e di applicazioni. Dopo aver verificato il funzionamento corretto, la tenuta intatta dell'impianto frenante e la condizione e la tensione della cinghia di trasmissione, occorre controllare il modulatore (la parte idraulica dell'unità di comando) come segue: 1. sollevare il veicolo quanto più vicino possibile alle ruote e sostenere la sospensione; sospensione ed albero di trasmissione non devono pendere liberamente. 2. Allentare il freno a mano ed accertarsi che tutte le ruote possano girare liberamente. 3. Avviare il motore, premere a fondo il pedale del freno e tener fermo il volante. 4. Provare a girare tutte le ruote ad un intervallo di almeno 15 secondi; esse dovrebbero essere e restare bloccate. Qualora una delle ruote non dovesse essere bloccata o sbloccarsi durante l'intervallo indicato, ciò significa che l'impianto frenante è difettoso oppure si è verificata una perdita in prossimità, oppure nel modulatore. 5. Allentare i freni e spegnere il motore. Nelle automobili con differenziale standard proseguire come segue: Test 1 - Funzionamento dell'abs (operazioni da 6 a 16) 6. Avviare il motore e tener fermo il volante. 7. Innestare la terza marcia, lasciar andare lentamente la frizione ed accelerare il motore finché sul tachimetro non sarà indicata una velocità di ca. 20 mph (32 km/h). Entrambe le ruote devono girare pressappoco allo stesso regime; se questa condizione non può essere raggiunta, eseguire le operazioni descritte qui di seguito, diversamente continuare direttamente con l'operazione 8. a. Spegnere il motore. b. Azionare il freno a pedale e stringere il tubo flessibile che va alla ruota anteriore sul lato conducente con una pinza per tubi flessibili di Lucas (n. di ricambio: YCB 203). c. Assicurarsi che il volante sia stato riportato nella posizione per marcia diritta quindi scaricare il freno a pedale. d. Riavviare il motore e tener fermo il volante. e. Innestare la seconda marcia, lasciar andare lentamente la frizione ed accelerare il motore finché sul tachimetro non sarà indicata una velocità di ca. 10 mph (16 km/h). 8. Disinnestare rapidamente la frizione e premere il freno energicamente a fondo, tenere il freno a pedale premuto e portare la leva del cambio nella posizione di folle. 9. Spegnere il motore, rilasciare il pedale della frizione, però tener premuto il freno a pedale durante le operazioni 10 e Girare in avanti la ruota anteriore di destra finché non si blocca per via del freno. Ciò può durare fino ad un giro intero e la forza richiesta a questo scopo aumenta fortemente. Con questo processo viene confermato che l'abs ha eseguito la fase di scarico (del freno); poiché la ruota girava per poi bloccarsi è entrata in funzione la pompa per richiudere i freni. Se la ruota non gira oppure può essere girata per più di un giro completo, ciò significa che il modulatore non funziona correttamente TRW

30 Sistemi ABS di TRW SCS (Stop Control System) Se viene applicato il metodo con la pinza per tubi flessibili, proseguire per favore con l'operazione 14; diversamente: 11. Ripetere l'operazione 10 con la ruota anteriore di sinistra. 12. Continuare con la ruota anteriore di destra; dall'ultimo giro della ruota devono essere trascorsi ca. 15 secondi. Provare a girare la ruota anteriore di destra in avanti, è possibile che la si possa muovere per 1/4 di giro; se invece la ruota può essere girata oltre, ciò indica una disfunzione nel modulatore. 13. Tornare nuovamente alla ruota anteriore di sinistra; dall'ultimo giro della ruota devono essere trascorsi ca. 15 secondi; provare a girare la ruota in avanti. E' possibile che la si possa muovere per 1/4 di giro; se invece la ruota può essere girata oltre, ciò indica una disfunzione nel modulatore. Se non viene applicato il metodo con la pinza per tubi flessibili, per favore proseguire con l'operazione Se è stato necessario applicare il metodo con la pinza per tubi flessibili, dopo l'operazione 10, effettuata sulla ruota anteriore di destra, attendere 15 secondi e poi provare a girare la ruota in avanti. E' possibile che si possa muovere la ruota per 1/4 di giro; se invece la ruota può essere girata oltre, ciò indica una disfunzione nel modulatore. 15. Ripetere le operazioni da 7a 7e (chiudendo, però, il tubo flessibile anteriore di destra con la pinza), e poi eseguire le operazioni 10 e 14 con la ruota anteriore di sinistra. 16. Scaricare completamente il pedale del freno e togliere la pinza per tubi flessibili, sempre che sia stata applicata. Test 2 - Disinnesto ABS a bassa velocità, operazioni da 17 a Ripetere le operazioni 6 e 7 ad una velocità indicata di 5 mph (8 km/h) (non superare questa velocità). Entrambe le ruote devono girare pressappoco allo stesso regime, diversamente occorre lavorare con la pinza per tubi flessibili, visto che per questo test è molto importante la velocità della ruota indicata dal tachimetro. AVVERTENZA: Con un tubo flessibile strozzato deve essere raggiunta una velocità indicata di 2.5 mph (4 km/h), e per ciò bisogna controllare singolarmente ogni ruota anteriore. Applicare la pinza per tubi flessibili ed il procedimento come descritto nelle operazioni da 7a 7d. 18. Rilasciare rapidamente la frizione e premere il freno energicamente a fondo, tenere il freno a pedale premuto e portare la leva del cambio nella posizione neutra. 19. Spegnere il motore, rilasciare il pedale della frizione, però tener premuto il freno a pedale. 20. Provare innanzi tutto a girare una delle ruote in avanti e quindi l'altra; nessuna delle ruote dovrebbe lasciarsi girare. Ciò conferma che la funzione di disinnesto si è attivata ad una bassa velocità. Se è possibile girare entrambe le ruote, ripetere, per favore, il test senza superare la velocità di 4 mph (6 km/h) (2 mph (3 km/h) se è stata utilizzata la pinza); qualora sia ancora possibile girare una delle ruote, ciò conferma che il relativo modulatore non si apre correttamente. 21. Scaricare completamente il pedale del freno e togliere la pinza per tubi flessibili, sempre che sia stata applicata. 22. Tirare il freno a mano. 23. Abbassare il veicolo a terra. Nelle automobili con differenziale bloccabile proseguire come segue: Test 1 - Funzionamento dell'abs (operazioni da 24 a 31) 24. Non azionare il pedale del freno. Chiudere il tubo flessibile che va al freno anteriore con una pinza per tubi flessibili di Lucas (n. di ricambio: YCB 203). 25. Assicurarsi che il volante sia stato riportato nella posizione diritta. 26. Avviare il motore e tener fermo il volante. 27. Innestare la terza marcia, lasciar andare lentamente la frizione ed accelerare il motore finché sul tachimetro non sarà indicata una velocità di ca. 20 mph (32 km/h). TRW 7. 28

31 Sistemi ABS di TRW SCS (Stop Control System) 28. Rilasciare rapidamente la frizione e premere il freno a pedale energicamente a fondo. Tener premuto il freno a pedale e portare la leva del cambio nella posizione neutra. 29. Disinserire il motore, scaricare il pedale della frizione, però tener premuto il freno a pedale fino all'operazione 30 incl. 30. Girare in avanti la ruota anteriore di destra finché non si blocca. Ciò può essere possibile fino ad un giro completo; la forza necessaria per girare la ruota aumenta continuamente. Con questo processo viene confermato che l'abs ha eseguito la fase di scarico (del freno); poiché la ruota girava per poi bloccarsi, è entrata in funzione la pompa per richiudere i freni. Se la ruota non gira oppure non può essere girata per un giro completo, ciò significa che il modulatore non funziona correttamente. Test 3 - Funzionamento dell'abs (operazione 36) 36. Ripetere le operazioni da sulla ruota anteriore di sinistra (chiudendo, però, i tubo flessibile anteriore di destra con la pinza e girando la ruota anteriore di sinistra). Test 4 - Disinnesto ABS a bassa velocità (operazioni da 37 a 40) 37. Ripetere le operazioni da tentando di girare la ruota anteriore di sinistra. 38. Togliere la pinza per tubi flessibili. 39. Tirare il freno a mano. 40. Abbassare il veicolo a terra. 31. Attendere 15 secondi e quindi provare a girare la ruota anteriore in avanti. E' possibile che si possa muovere la ruota per 1/4 di giro; se invece la ruota può essere girata oltre, ciò indica una disfunzione nel modulatore. Test 2 - Disinnesto ABS a bassa velocità (operazioni da 32 a 35) 32. Ripetere le operazioni da 26 a 29 con la prima marcia inserita e ad una velocità indicata di 5 mph (8 km/h) (non superare questa velocità). 33. Provare a girare la ruota anteriore di destra in avanti; non dovrebbe essere possibile. Ciò conferma che la funzione di disinnesto si è attivata ad una bassa velocità. Se è possibile girare la ruota, ripetere, per favore, il test senza superare la velocità di 4 mph (6 km/h); qualora sia ancora possibile girare la ruota, ciò conferma che il modulatore di destra non funziona correttamente. 34. Aprire il freno a pedale. 35. Togliere la pinza per tubi flessibili TRW

32 Sistemi ABS di TRW SCS (Stop Control System) Spurgo del sistema I modulatori possono essere spurgati singolarmente oppure contemporaneamente; essi devono essere spurgati prima del sistema frenante convenzionale. Far attenzione che durante lo spurgo non fuoriesca del liquido freni dal circuito di regolazione; la valvola bypass ed il pistone automatico di spurgo aprono canali interni e non dovrebbe fuoriuscire del liquido da nessuna di queste parti. 1. Assicurarsi che tutte le viti di spurgo dei freni siano chiuse. 2. Rabboccare il serbatoio liquido freni fino al livello massimo. 3. Aprire la valvola bypass di 1 fino ad 1 1/2 di giro con l ausilio di una chiave torx T Inserire completamente il pistone automatico di spurgo finché l'anello di sicurezza non si trova a filo con la scatola (per lo spurgo contemporaneo di entrambi i modulatori, inserire anche entrambi i pistoni) e tenerlo premuto durante l'intero processo. 5. Premere a fondo e lasciare andare il pedale del freno almeno 30 volte, dopodiché il liquido dovrebbe rifluire nel serbatoio senza bolle d'aria; azionare il pedale finché il liquido non rifluisce senza bolle d'aria. Poiché il liquido nel circuito di comando circola soltanto, non occorre rabboccare il serbatoio di riserva. 6. Scaricare il (i) pistone (i) automatico (i) di spurgo. 7. Chiudere la valvola bypass e serrarla con la coppia di 6 10 Nm ( lbf.ft). 8. Premere a fondo e tener premuto il freno a pedale. 9. Controllare se tutto il pistone automatico di spurgo è nuovamente uscito. Qualora non si trovi ancora del tutto nella posizione di partenza, estrarlo manualmente. 10. Spurgare il sistema frenante convenzionale in base alle istruzioni del costruttore del veicolo. Mantenere pieno il serbatoio di riserva. Seguire la procedura normale, cominciare spurgando il freno anteriore di destra, spurgare quindi il freno anteriore di sinistra, quello posteriore di destra ed infine quello posteriore di sinistra. Tener presente che si possono spurgare i cilindri posteriori del freno soltanto se le ruote sono caricate con il pieno peso del veicolo. 1 -Valvola bypass 2 -Attacco per tubo flessibile 3 -Pistone automatico di spurgo 4 -verso il serbatoio Una volta ultimato il processo di spurgo dell'aria, bisogna eseguire una diagnosi per assicurare che il SCS funzioni correttamente e che nei circuiti dei modulatori non ci sia aria. TRW 7. 30

33 Sistemi ABS di TRW TRW ABS 2/2 7.2 TRW ABS 2/ Descrizione del sistema L'ABS 2/2 è un sistema antibloccaggio a regolazione elettronica che è stato sviluppato specialmente per l'impiego in automobili di piccola e media cilindrata con trazione anteriore e sistemi frenanti a separazione diagonale (X). In questo caso, la designazione 2/2 sta per 2 sensori e 2 canali di regolazione. Due sensori rispettivamente uno su ogni ruota anteriore trasmettono informazioni relative alla velocità delle ruote alla centralina che riconosce la tendenza al bloccaggio di una o di entrambe le ruote; due valvole, una per ogni circuito frenante, assumono la modulazione delle pressioni verso i freni. Contemporaneamente alla modulazione delle pressioni destinate ai freni delle ruote anteriori vengono modulate anche le pressioni per i freni delle ruote posteriori, che, inoltre, sono limitate da valvole limitatrici della pressione operanti in funzione del carico. Come tutti gli altri sistemi ABS, anche il sistema 2/2 permette al conducente lo sfruttamento ottimale dell'aderenza disponibile senza peraltro poter aumentare questa aderenza. Guidando su strade di qualità scadente, i conducenti devono limitare la velocità sempre in base al proprio giudizio; devono mantenere distanze ragionevoli dal veicolo che viaggia davanti a loro e non entrare nelle curve ad una velocità troppo alta o frenare troppo tardi. Il sistema 2/2 è stato costruito a titolo di equipaggiamento supplementare del sistema frenante convenzionale; i suoi componenti fondamentali sono una centralina elettronica, un modulatore di pressione, due sensori ed anelli d'eccitazione, valvole limitatrici di pressione operanti in funzione del carico ed una spia di avvertimento. La Fig. 32 mostra un sistema tipico Ricerca guasti Dopo aver controllato la funzione corretta e la tenuta del sistema frenante, si rilevano eventuali guasti nel sistema ABS collegando un apparecchio di diagnosi alla centralina elettronica. La posizione del guasto viene indicata tramite un codice in base alla seguente lista: Lista dei codici guasto Codici di Descrizione 04 Relè a prova di guasto 1A Relè motore, contatto a massa 1B Relè motore 1C Motorino pompa 2A Relè a prova di guasto 2C Guasto sensore 2D Sensore anteriore sinistro, traferro eccessivo 2E Sensore anteriore destro, traferro eccessivo 13 Guasto valvola 14 Guasto valvola 16 Guasto spia di avvertimento ABS 17 Spia di avvertimento ABS, contatto a massa 18 Guasto diodi 19 Diodo, contatto a massa 30 Sensore anteriore sinistro difettoso o rottura di cavo 31 Sensore anteriore destro difettoso o rottura di cavo 3A Valvola anteriore sinistro, contatto a massa 3B Valvola anteriore destro. contatto a massa Spia di avvertimento Centralina elettronica Interruttore luci freno Valvola limitatrice di pressione operante in funzione del carico Sensore Eccitatore Modulatore idraulico Fig. 32 Centralina ABS 2/ TRW

34 Sistemi ABS di TRW TRW ABS 4/4 F 7.3 TRW ABS 4/4 F Descrizione del sistema La Fig. 35 mostra una disposizione tipitca. Al contrario di altri sistemi ABS con due elettrovalvole per ogni canale, in questo caso si è sostituita la valvola di aspirazione con una valvola di regolazione della portata (Fig. 33). Qualora questa valvola si trovi in "posizione di riposo" ed il sistema ABS non lavori, come già descritto, non si ha una limitazione della portata di liquido dalla pompa freno verso i freni. Durante il funzionamento dell'abs viene separato il collegamento tra pompa freno e freni e la pressione verso i freni viene ridotta finché la ruota interessata non farà presa con la pompa freno nuovamente collegata. Durante questo processo (Fig. 34) non si percepisce alcuna pulsazione sul pedale del freno e non si avvertono rumori provenienti dall'unità idraulica, come avviene in altri tipi di sistemi ABS. Pressione sul pedale P Pressione regolata 1 Corpo valvola 2 verso la pompa freno 3 verso l'accumulatore a pressione 4 verso il freno della ruota 5 Pistoncino della valvola 6 Manicotto della saracinesca di valvola 7 Foro 8 Filtro 9 Anello sul pistoncino 10 Sede di valvola 11 -Valvola di disinnesto 12 Molla per valvola 13 Bussola 14 Avvolgimento 15 Scanalatura anulare nel pistone Fig t Fig Unità idraulica 2 Spia di avvertimento ABS 3 Sensore posteriore 4 Unità di comando 5 Sensore anteriore Fig. 35 TRW 7. 32

35 Sistemi ABS di TRW TRW ABS 4/4 F I relè di comando valvola e motorino pompa sono installati sul modulatore di pressione sotto la copertura accanto all'elettrovalvola (Fig. 36). Il tipo di costruzione dei due relè è diverso ed è quindi impossibile installarli in modo errato, visto che i contatti ad innesto sono differenti Fig. 36 Dopo aver inserito l'accensione, il relè di comando valvola riceve corrente elettrica attraverso le spine 12 e 13 e, a sua volta, alimenta di corrente le elettrovalvole. La spina 2 trasmette un segnale alla centralina elettronica di comando. Oltre a ciò, il relè di comando valvola stabilisce un collegamento a massa attraverso il pin 7 in modo che, in caso di disattivazione o di una disfunzione della centralina elettronica, la spia di avvertimento nel cruscotto venga pilotata attraverso il pin 11. Il relè di comando valvola alimenta anche l'avvolgimento del relè per il motorino della pompa; durante il funzionamento dell'abs la centralina elettronica può attivare anche l'alimentazione di corrente attraverso il pin 8. Il contatto del relè attiva la corrente d'uscita necessaria per il motorino della pompa attraverso il pin 1; al contempo si trasmette un segnale all'unità elettronica di comando attraverso il pin 9, unità che controlla se il contatto del relè è stato stabilito Ricerca guasti Dopo aver inserito l'accensione, la spia di avvertimento nel cruscotto dovrebbe accendersi per ca. 4 secondi e quindi spegnersi; ciò indica che il sistema funziona correttamente. In caso di un guasto nel sistema, la spia resta accesa anche dopo 4 secondi; quindi, il sistema ABS viene messo fuori funzione, il sistema frenante convenzionale funziona comunque. Se la spia di avvertimento non si accende all'inserimento dell'accensione, o è difettosa la lampadina oppure si è in presenza di un guasto nel circuito elettrico della spia. Il sistema ABS comprende sistemi che controllano, ad intervalli regolari, lo stato di perfetto funzionamento di tutti i componenti elettronici interessati; qualora si sia riscontrato un guasto, per la sua identificazione vengono emessi uno o più codici. I codici guasto vengono registrati in una memoria permanente e possono essere letti dalla medesima dopo il disinserimento dell'accensione e la separazione dalla batteria attraverso una presa nella scatola fusibili. La memoria può registrare fino a 8 codici guasto differenti. I codici guasto, una volta memorizzati, sono cancellati dopo 20 operazioni di inserimento dell'accensione e di avviamento del motore, sempre che il guasto non si sia ripetuto nel frattempo Lista dei codici guasto Relè di comando valvola 2 Relè per motorino pompa Codice Posizione guasto 16 Elettrovalvola anteriore sinistra Nota Difettosa 17 Elettrovalvola anteriore destra Difettosa 19 Relè di comando valvola Difettosa 25 I Generatore di impulsi Numero di denti non corretto 28 Elettrovalvola posteriore sinistra Difettosa 29 Elettrovalvola posteriore Difettosa destra 35 Pompa di riflusso Difettosa 39 Sensore anteriore sinistro Segnale cattivo o nessun segnale 41 Sensore anteriore sinistro Interruzione 42 Sensore anteriore destro Segnale cattivo o nessun segnale 43 Sensore anteriore destro Interruzione 44 Sensore posteriore sinistro Segnale cattivo o nessun segnale 45 Sensore posteriore sinistro Interruzione 46 Sensore posteriore destro Segnale cattivo o nessun segnale 47 Sensore posteriore destro Interruzione 48 Tensione di alimentazione Insufficiente 49 Tensione di alimentazione Eccessiva 52 Spia di avvertimento dell'abs Difettosa 55 Centralina elettronica (ECU) Difettosa 59 Diodo relè a prova di guasto Difettoso TRW

36 Sistemi ABS di TRW TRW ABS S/S 7.4 TRW ABS S/S Descrizione del sistema Si tratta di un sistema con 4 canali e 4 sensori; i singoli sensori sulle ruote trasmettono segnali alla centralina elettronica che reagisce alla tendenza di una ruota a bloccarsi. La regolazione della pressione di frenatura viene ottenuta tramite l'installazione di due valvole che corrispondono a quelle del tipo di costruzione NA/NC (contatto di chiusura/apertura) descritte nel capitolo Unità di comando 2 Spia di avvertimento 3 Sensore 4 Centralina elettronica 5 Valvola limitatrice della pressione operante in funzione del carico Fig. 37 Quando viene pilotato uno dei canali, si chiude innanzi tutto la valvole NA (contatto di chiusura) per separare la pompa freno dal freno della ruota e per evitare un ulteriore aumento della pressione. Se la tendenza della ruota a bloccarsi continua a permanere, si apre la valvole NC (contatto di apertura) per scaricare un po' di liquido nella camera di compensazione (fase di diminuzione pressione). A questo punto, la ruota può di nuovo girare liberamente ed accelerare in modo tale che la centralina elettronica come reazione ai segnali trasmessi dai sensori faciliti alle due valvole di tornare nelle loro posizioni originali liberando l'aumento della pressione nel freno della ruota. Qualora si verifichi nuovamente una tendenza al bloccaggio, si ripete questo ciclo finché non ci sarà più questa tendenza o finché il veicolo non si arresterà. Alla prima attivazione dell'abs viene inserito il motorino della pompa per convogliare nuovamente il liquido dalla camera di compensazione verso l'uscita della pompa freno. Il sistema è concepito in modo tale da essere incorporato in un sistema frenante convenzionale con pompa freno e servofreno come accessori supplementari; in 4 5 caso di un'avaria dell'abs l'impianto frenante convenzionale continuerà a funzionare normalmente Ricerca guasti L'esistenza di un guasto viene segnalata in questo sistema tramite l'accendersi e l'illuminazione permanente della spia di avvertimento ABS. L'ABS comprende un sistema integrato di diagnosi ed indica la posizione di un guasto mediante un codice lampeggio della spia di avvertimento ABS dopo l'avviamento della diagnosi. A questo scopo proseguire come segue: 1. Guidare il veicolo per almeno 1 minuto ad una velocità superiore a 20 mph (30 km/h) 2. Fermare il veicolo, spegnere il motore e reinserire l'accensione 3. Premere energicamente il pedale del freno e quindi rilasciarlo 4. Collegare a massa i pin SC0 e SC1 della presa di diagnosi della centralina elettronica per più di 5 secondi 5. A questo punto, il sistema si trova nel regime di diagnosi; per segnalare ciò, la spia di avvertimento lampeggia 4 volte. Questo processo si svolge due volte. 6. Ora, i codici memorizzati vengono indicati per mezzo del lampeggio della spia di avvertimento ABS Dopo aver eliminato un guasto, si deve guidare il veicolo per almeno 1 minuto o anche di più ad una velocità superiore a 20 mph (30 km/h). La spia di avvertimento non deve accendersi Lista dei codici guasto Codice Descrizione dei guasti lampeggio 1 Sensore anteriore destro e gruppo cavi elettrici 2 Sensore anteriore sinistro e gruppo cavi elettrici 3 Sensore posteriore destro e gruppo cavi elettrici 4 Sensore posteriore sinistro e gruppo cavi elettrici 5 Valvola ABS anteriore destro 6 Valvola ABS anteriore sinistro 7 Valvola ABS posteriore destro 8 Valvola ABS posteriore sinistro 9 Relè di comando valvola 10 Motore ABS, relè per motorino pompa, interruttore per luce freno 11 Centralina elettronica, alimentazione di tensione 12 Centralina elettronica ON Relè di comando valvola, circuito elettrico OFF Circuito elettrico per spia di avvertimento ABS TRW 7. 34

37 Sistemi ABS di TRW Versione compatta 7.5 Versione compatta Descrizione del sistema La versione compatta di Lucas, il cosiddetto Down- Sized ABS (), dispone delle caratteristiche desiderate quali peso ridotto, affidabilità e costruzione compatta; essa si distingue da altri sistemi ABS simili per via dell'impiego di un'unica valvola di regolazione portata elettro-idraulica per ogni ruota invece di due valvole nella costruzione normale con valvole NA/NC (contatto di chiusura/apertura). In collegamento con i circuiti ibridi elettronici, queste proprietà facilitano un funzionamento più silenzioso e dolce in modo tale da ridurre notevolmente la pulsazione che viene a generarsi di solito durante il funzionamento dell'abs in altri sistemi. L'unità elettro-idraulica di comando consiste in due unità integrate, di cui una è del tipo elettronico e l'altra del tipo elettro-idraulico. Qualora in una delle due unità si verifichi un guasto, occorre sostituire l'intera unità. I segnali generati dai sensori vengono trasmessi alla centralina elettronica e confrontati con curve caratteristiche registrate nella memoria; se viene rilevato un bloccaggio delle ruote, la centralina elettronica attiva l'unità elettro-idraulica. Questa unità, che è collegata attraverso tubazioni con il freno della ruota e con gli altri componenti del freno, dispone di un dispositivo speciale sotto forma di una valvola di regolazione portata (vedi paragrafo 6.6) per ogni freno ruota. Come già menzionato in precedenza, ciò riduce la pulsazione sul pedale del freno al minimo che invece è caratteristica negli altri sistemi ABS con valvole NA/NC (contatto di chiusura/apertura) o valvole a tre vie. 1 Unità elettro-idraulica 2 Motorino pompa 3 Centralina elettronica 4 Presa di corrente HR Posteriore destra HL Posteriore sinistra VL Anteriore sinistra VR Anteriore destra HZ Raccordo idraulico Fig Unità elettro-idraulica 2 Pompa freno 3 Servofreno 4 Serbatoio del liquido freni 5 Sensore anteriore 6 Freno a disco anteriore 7 Spia di avvertimento ABS 8 Interruttore luci freno 9 Leva del freno a mano 10 Valvola limitatrice di pressione 11 Sensore posteriore 13 Freno della ruota posteriore 14 Presa di diagnosi TRW

38 Sistemi ABS di TRW Versione compatta Ricerca di guasti Dopo aver inserito l'accensione la spia di avvertimento ABS dovrebbe accendersi per ca. 4 secondi; durante questo tempo il microprocessore controlla innanzi tutto la centralina elettronica, quindi i componenti elettrici del sistema incluso il motorino della pompa. Se non si riscontra alcun guasto, la spia di avvertimento ABS si spegne. Se il software della diagnosi di sicurezza riconosce un guasto nel sistema, la spia rimane accesa e si generano i codici guasto che vengono registrati in memoria per lo scambio dei dati con l'apparecchio di diagnosi. Finché il veicolo è in funzione, il sistema viene controllato continuamente; al verificarsi di un guasto si accende la spia di avvertimento ABS, viene generato e memorizzato un codice guasto come menzionato in precedenza. L'ABS viene disinserito, però il sistema frenante convenzionale continua a funzionare normalmente. La memoria per la registrazione dei codici guasto non è transitoria in modo che i codici sono disponibili anche dopo il disinserimento dell'accensione e la separazione dalla batteria. Possono essere memorizzati fino a 6 codici guasto. Codice guasto Descrizione Codice guasto Lista dei codici di guasto Descrizione 16 Differenza eccitatore anteriore di sinistra 57 Tensione batteria eccessiva 17 Differenza eccitatore anteriore di destra 62 Sensore anteriore di sinistra difettoso oppure cortocircuito su positivo 18 Differenza eccitatore posteriore di sinistra 63 Sensore anteriore di destra difettoso oppure cortocircuito su positivo 19 Differenza eccitatore posteriore di destra 64 Sensore posteriore di sinistra difettoso oppure cortocircuito su positivo 31 Traferro non corretto sensore anteriore di sinistra 32 Traferro non corretto sensore anteriore di destra 33 Traferro non corretto sensore posteriore di sinistra 34 Traferro non corretto sensore posteriore di destra 65 Sensore posteriore di destra difettoso oppure cortocircuito su positivo 66 Sensore anteriore di sinistra difettoso oppure cortocircuito a massa 67 Sensore anteriore di destra difettoso oppure cortocircuito a massa 68 Sensore posteriore di sinistra difettoso oppure cortocircuito a massa 38 Motorino pompa difettoso 69 Sensore posteriore di destra difettoso oppure cortocircuito a massa 42 Relè a prova di guasto inserito 70 Regime di avviamento, anteriore di sinistra 44 Spia di avvertimento ABS, cortocircuito a 71 Regime di avviamento, anteriore di destra massa 54 Spia di avvertimento ABS, cortocircuito su 72 Regime di avviamento, posteriore di sinistra positivo 55 Interruzione collegamento dal cruscotto verso 73 Regime di avviamento, posteriore di destra la spia di avvertimento ABS 56 Tensione batteria insufficiente 77 Errore interno TRW 7. 36

39 Sistemi ABS di TRW TRW EBC TRW EBC Descrizione del sistema Per quanto riguarda dimensioni, peso e costo, questo sistema ABS è stato sviluppato specialmente per le esigenze dei costruttori di automobili; è più piccolo e leggero della maggior parte delle installazioni ABS e può essere usato nei veicoli con trazione anteriore, come pure quelli con trazione posteriore. L'EBC 415 è un sistema basato su 4 canali e 4 sensori con due valvole in disposizione NA/NC per ogni freno ruota; pertanto, la pressione di frenatura può essere regolata individualmente per ogni ruota. Il sistema è costruito secondo il principio modulare (Fig. 39), incluso il relativo software, cosicché potrà essere installato con una serie di funzioni supplementari, inclusi controllo della trazione (CT), Brake Assistance (BA), ripartizione elettrica della forza frenante, ecc. La centralina elettronica di regolazione e l'unità idraulica sono sistemate nel vano motore come unità integrata, anche se è possibile installarle separatamente Lista dei codici guasto Codice Descrizione guasto 16 Elettrovalvola anteriore sinistra 17 Elettrovalvola anteriore destra 19 Relè di comando valvola 25 Uscita regime di giri 28 Elettrovalvola posteriore sinistra 29 Elettrovalvola posteriore destra 35 Relè motore 37 Interruttore luci freno 39 Segnale debole o nessun segnale dal sensore anteriore sinistro 41 Interruzione di linea, anteriore a sinistra 42 Segnale debole o nessun segnale dal sensore anteriore destro 43 Interruzione di linea, anteriore a destra 44 Segnale debole o nessun segnale dal sensore posteriore sinistro 45 Interruzione di linea, posteriore a sinistra 46 Segnale debole o nessun segnale dal sensore posteriore destro 47 Interruzione di linea, posteriore a destra 52 Spia di avvertimento ABS 55 Centralina Tabella abbinamento dei pin Fig. 39 Inserendo l'accensione s'illumina la spia di avvertimento ABS e rimane accesa durante la fase di verifica dei componenti del sistema, eseguita dalla centralina elettronica; se viene riscontrato un guasto, la spia di avvertimento resta accesa e viene registrato un codice di guasto, diversamente la spia si spegne. Durante il funzionamento del veicolo il controllo continua costantemente; se viene riscontrato un guasto, la spia di avvertimento si accende e resta accesa, viene registrato un codice guasto e l'abs viene disinserito; la funzione del freno convenzionale rimane invariata. Pin Denominazione Pin Denominazione 1 Massa 14 Sensore posteriore sinistro 2 Batteria + 15 Sensore posteriore sinistro 3 Batteria - 16 Sensore posteriore destro 4 Massa 17 Sensore posteriore destro 5 Spia di avvertimento 18 Sensore anteriore destro 6 non occupato 19 Sensore anteriore destro 7 Regime di giri, anteriore a 20 Interruttore luci freno sinistra 8 Regime di giri, anteriore a 21 Diagnosi destra 9 non occupato 22 Interruttore trazione integrale 10 non occupato 23 Regime di giri, posteriore a destra 11 non occupato 24 Regime di giri, posteriore a destra 12 Sensore anteriore sinistro 25 Accensione + (15) 13 Sensore anteriore sinistro 26 Massa TRW

40 Sistemi ABS di TRW TRW EBC TRW EBC Descrizione del sistema L'EBC (Fig. 40) è un sistema ABS a 4 canali che è stato sviluppato specialmente per soddisfare le esigenze specifiche dei costruttori di automobili in merito a dimensioni, peso e costi. Esso è attualmente uno dei sistemi ABS più piccoli e leggeri esistenti sul mercato e può essere installato in veicoli con trazione anteriore, posteriore o integrale. L'EBC 430 è il risultato dell'ulteriore sviluppo del noto sistema EBC 115 di cui, negli ultimi 3 anni, sono state installate ca. 1 milione di unità in diversi tipi di veicoli. Come per il vecchio sistema, anche nell'ebc 430 sono incorporate le elettrovalvole incollate a 2 vie ed il sistema potrà essere equipaggiato successivamente e senza problemi con un controllo della trazione. L'EBC 430 è un sistema ABS a quattro ruote-quattro canali per automobili con sistemi frenanti a suddivisione diagonale oppure a suddivisione anteriore-posteriore. Esso dispone di circuiti attivi per l'asse anteriore e posteriore e di una parte elettronica integrata richiedente manutenzione, vale a dire un comando elettroidraulico che si compone della centralina elettronica e di quella idraulica di comando. Centralina elettronica Scatola di comando La Fig. 40 mostra la centralina elettronica con microprocessore e bobina integrata. Oltre a ciò, essa è composta di: - microprocessore a 8 bit che controlla il funzionamento del processore principale; memoria RAM non transitoria per la memorizzazione di codici guasto ed altre caratteristiche di funzionamento del sistema; - circuito d'ingresso per il numero di giri ruote che serve alla trasformazione dei segnali sinusoidali d'ingresso del numero di giri ruote in un segnale ad onda rettangolare, che può essere rilevata dal microprocessore; - regolatore di tensione per la trasformazione della tensione di bordo in una tensione stabile di alimentazione di 5 V per tutti i componenti della centralina elettronica; - azionamenti per valvole e motore: I FET di potenza (field effect transistor - transistor a effetto di campo) per l'attivazione e la disattivazione del motore e delle bobine delle valvole; - circuito di monitoraggio, incl. monitoraggio della lampada e dell'eccitatore del relè. - Relè: funziona come interruttore a prova di guasti che, in caso di un grave errore del sistema, disinserisce tutti i carichi. - Il buffer di uscita numero di giri ruota mette a disposizione di un dispositivo esterno un'onda rettangolare per ogni segnale di numero di giri ruota. Presa Comando idraulico Fig. 40 Bobine TRW 7. 38

41 Sistemi ABS di TRW TRW EBC Scatola elettrovalvole La scatola HCU è un pezzo unico in ghisa con fori per l'installazione delle valvole ISO e DUMP, del limitatore dell'alta pressione, dell'accumulatore a bassa tensione, degli elementi della pompa, del motorino pompa nonché del CIM che eseguono le relative funzioni. Con ciò, l'alloggiamento è l'elemento portante per l'intera unità e viene montato sulla carrozzeria del veicolo con un supporto. 1 Scatola elettrovalvole 2 Valvola ISO 3 Valvola DUMP 4 Accumulatore a bassa pressione 5 Limitatore alta pressione 6 Pompa 7 Motore TRW

42 Sistemi ABS di TRW TRW EBC Descrizione comando idraulico L'EBC è un sistema antibloccaggio basato su 4 ruote e 4 canali; ciò significa che la pressione che arriva ad ogni ruota può essere regolata separatamente. Il liquido proveniente dalla pompa freno, attraverso la cavità esterna del limitatore dell'alta pressione, raggiunge la valvola d'isolamento che è normalmente aperta, da dove scorre verso la pinza frenante. La valvola DUMP, che è normalmente chiusa, mette a disposizione un canale attraverso cui è possibile la diminuzione della pressione del liquido che fluisce dalla tubazione del freno verso l'accumulatore a bassa pressione; la pompa convoglia il liquido dall'accumulatore a bassa pressione attraverso il limitatore dell'alta pressione nuovamente nel serbatoio. Di seguito è raffigurato uno schema semplificato di un singolo canale del freno 1 Pedale del freno, intensificatore e pompa freno (non sono componenti del sistema ABS) 2 Valvola d'isolamento (ISO). Una valvola per ogni canale (ruota) 3 Valvola di scarico (DUMP). Una valvola per ogni canale (ruota) 4 Accumulatore a bassa pressione. Un accumulatore a bassa pressione per ogni circuito frenante 5 Limitatore dell'alta pressione. Un limitatore dell'alta pressione per ogni circuito frenante 6 Pompa. Una pompa per ogni circuito frenante. 7 Motorino (M). Un motorino comune per entrambi gli elementi pompa. 8 Pinza del freno. TRW 7. 40

43 Sistemi ABS di TRW TRW EBC Valvola d'isolamento La valvola d'isolamento (Fig. 41) si trova sulla linea del liquido freni cha va dalla pompa freno alla rispettiva pinza del freno e facilita il flusso libero, come viene predisposto dal conducente durante i processi normali di frenatura e frenatura ripetuta. Durante la fase d'isolamento, la bobina sposta il pistoncino verso il basso chiudendo così il diaframma d'isolamento che è normalmente aperto per impedire un ulteriore aumento della pressione nel freno. La valvola resta chiusa anche durante la fase di scarico. Il labbro di tenuta facilita il riflusso del liquido freno in una direzione: Ancora Sfera Molla Guarnizione Canale anulare Guarnizione a labbro 1. togliere il piede dal pedale durante l'isolamento. 2. liquido residuo dall'accumulatore a bassa pressione Fig Valvola di scarico La valvola di scarico (Fig. 42) apre un passaggio dalla cartuccia d'isolamento (lato freno) verso l'accumulatore a bassa pressione. La valvola mantiene sempre chiuso questo passaggio, ad eccezione della fase di scarico durante il funzionamento dell'abs. All'attivazione (fase di scarico), la bobina sposta il pistoncino che apre il diaframma di scarico, che è normalmente chiuso, riducendo così la pressione nella tubazione freno ed il liquido freni viene scaricato nell'accumulatore a bassa pressione. La guarnizione a labbro apre un canale di riflusso per il liquido residuo nell'accumulatore a bassa pressione. Molla Ancora Sfera Guarnizione Canale anulare Guarnizione a labbro Fig Accumulatore a bassa pressione L'accumulatore a bassa pressione () comprende una camera a volume variabile in cui, all'atto della messa in moto, può essere iniettato molto rapidamente il liquido freni attraverso la valvola di scarico. Questa camera serve quindi da serbatoio per tamponare la pompa. Molla Guarnizione Fig TRW

44 Sistemi ABS di TRW TRW EBC Limitatore dell'alta pressione Il limitatore dell'alta pressione (Fig. 44) è sistemato tra la pompa e la valvola d'isolamento (lato pompa freno) ed utilizza il modulo di compressione dell'ammortizzatore in plastica incorporato e la dimensione del diaframma per smorzare le vibrazioni di pressione della pompa e per ridurre la retroazione verso la pompa freno e verso il pedale del freno. Guarnizione Motorino Il motorino (Fig. 45) aziona entrambi gli elementi della pompa attraverso l'eccentrico sul suo albero. Ruota eccentrica Fig Pompa Ogni elemento della pompa (Fig. 46) consiste in un pistone volumetrico fisso, che viene azionato da un eccentrico all'estremità del motore elettrico. La pompa è equipaggiata con due valvole di non ritorno (di aspirazione e di scarico) e viene alimentata di liquido dall'accumulatore a bassa pressione. Corsa di compressione: La pompa viene riempita attraverso la sede della valvola a sfera in entrata, dopo di che l'eccentrico del motorino comincia a ruotare e sposta il liquido in seguito al moto del pistone. Una volta generata la pressione, la valvola di aspirazione si chiude, il moto verticale del pistone aumenta la pressione finché non si aprirà la sfera di uscita. La pressione di uscita continua ad aumentare con la corsa residua del pistone. Molla di richiamo pistone Scarico O-ring Aspirazione Filtro O-ring Fig. 45 Corsa di ritorno: Quando l'eccentrico si avvicina alla sua posizione di fine corsa inferiore, il pistone viene ritirato a causa della forza elastica. La pressione sul lato interno della sfera di scarico diminuisce a causa del volume dislocato e la differenza di pressione sopra la sfera la mantiene chiusa. Anche la pressione sul lato di scarico della sede della valvola di aspirazione, che è stata preimpostata in modo che si apra al raggiungimento di una determinata pressione, diminuisce finché non si apre la valvola. Con la sfera di scarico chiusa, la pompa viene riempita con ulteriore liquido dall'accumulatore a bassa pressione. Questo processo continua finché non si raggiungerà un punto fisso di frenatura e finché la compressione del pistone non sarà più in grado di generare una differenza di pressione per sollevare la sfera dalla sua sede. Tappo Molla O-ring Sfera, scarico Manicotto O-ring a sezione Pistone quadra Fig. 46 TRW 7. 42

45 Sistemi ABS di TRW TRW EBC 430 EV 7.8 TRW EBC 430 EV Descrizione del sistema L'EBC 430EV è un prodotto altissima qualità che risulta dallo sviluppo della famiglia di prodotti EBC 430 e rappresenta una combinazione di tecnologia modernissima per sistemi frenanti ABS con controllo della trazione (CT) e controllo della stabilità del veicolo (VSC). Oltre ai quattro sensori del numero di giri ruota, tre sensori dinamici ed un sensore manometrico integrato forniscono informazioni supplementari necessarie per il controllo della stabilità del veicolo. Nonostante la tecnologia avanzata, l'unità è molto compatta e strutturata in modo da soddisfare le esigenze dei costruttori di automobili in merito a dimensioni, peso e costi. L'unità elettro-idraulica di comando (Fig. 47a) dell'ebc 430 EV comprende una centralina elettronica di regolazione (Fig. 47b) ed una regolazione idraulica (Fig. 47c), con possibilità di manutenzione separata della parte elettronica integrata. Per la comunicazione con altri sistemi a bordo, quali la gestione del motore, il sistema è dotato di CAN Centralina elettronica di regolazione Fig. 48 La Fig. 48 mostra la centralina elettronica di comando con microprocessore e bobina integrata. a b c Fig TRW

46 Sistemi ABS di TRW TRW EBC 430 EV I componenti principali della centralina elettronica di comando sono: il primo microprocessore a 16/32 bit: il processore principale. Esso è responsabile della potenza dell'abs e di parti dei logaritmi di protezione contro disturbi del sistema il secondo microprocessore a 16/32 bit: K-line: Interfaccia seriale bidirezionale per la diagnosi Presa: La Fig. 49 mostra la spina a 25 pin della centralina elettronica di comando. Durante lo stacco e riattacco fare attenzione che la presa del fascio di cavi sia dotata di un dispositivo di bloccaggio. esso è responsabile della potenza di CT & ESP e di parti dei logaritmi di protezione contro disturbi del sistema. Controlla continuamente il funzionamento del processo principale e commuta tra i regimi di monitoraggio e di confronto del calcolo del numero di giri ruota con il CPU. EEPROM: Qui vengono memorizzati i codici guasto ed altre caratteristiche di funzionamento del sistema. Interfaccia per il sensore del numero di giri ruota: Essa trasforma i segnali sinusoidali del numero di giri ruota che riceve in segnali ad onda rettangolare, che possono essere rilevati dal microprocessore. Fig. 49 La fig. 51 mostra la denominazione dei pin in una Opel. Tenere presente che sono possibili modifiche per altri veicoli. Regolatore di tensione: Esso trasforma la tensione di bordo del veicolo in una tensione stabile di alimentazione di 3,3 V e 5 V per tutti i circuiti integrati nella centralina elettronica di comando. Eccitatori per magneti e motore I FET di potenza (field effect transistor - transistor a effetto di campo) per l'inserzione e la disinserzione del motore e delle bobine delle valvole. Circuito di monitoraggio: Comprende il monitoraggio degli eccitatori per motorino pompa e relè Relè: Funzione come interruttore a prova di guasto che toglie la corrente in caso di un grave errore di sistema. Uscita velocità del veicolo: Emette un'onda rettangolare in base ai segnali calcolati del numero di giri ruota, che viene utilizzata da apparecchi esterni, quali ad es. il tachimetro. Fig. 50 TRW 7. 44

47 Sistemi ABS di TRW TRW EBC 430 EV Scatola elettrovalvole La scatola del comando idraulico (Fig. 51) consiste in un unico pezzo con cavità per tutte le valvole d'isolamento, di scarico e di alimentazione nonché per le valvole CT/ESP ISO, l'accumulatore a bassa pressione, gli elementi di pompa ed il sensore di pressione ESP. Oltre a ciò, la scatola dispone di punti di fissaggio per il motorino della pompa e la centralina elettronica di comando ed è fissata allo chassis tramite un supporto specifico. Fig Scatola elettrovalvole 2 Valvola ISO 3 Valvola DUMP 4 Accumulatore a bassa pressione 5 Limitatore dell'alta pressione 6 Pompa 7 Motore 8 CT/RSV Valvola d'isolamento 9 Valvola di alimentazione 10 Sensore di pressione TRW

48 Sistemi ABS di TRW TRW EBC 430 EV CT/RSV Cartuccia d'isolamento Le valvole d'isolamento CT (Fig. 52) sono sistemate sulla linea del liquido freni, che scorre dalla pompa freno alle rispettive pinze anteriori del freno, e facilitano un flusso libero in fase di frenata e durante il funzionamento dell'abs. Quando si attiva il CT, la bobina sposta l'ancora verso il basso; la medesima chiude il diaframma d'isolamento che è normalmente aperto ed impedisce il riflusso del liquido dalla pompa alla pompa freno. Immediatamente dopo l'intervento del CT/ VSC, le due valvole si aprono e facilitano un collegamento senza ostacoli tra pompa freno e freni. Ancora Molla Sfera Guarnizione Canale anulare Guarnizione a labbro Fig Valvola di alimentazione La valvola di alimentazione per CT/VSC (Fig. 53) apre un condotto tra la pompa freno e l'aspirazione della pompa al fine di facilitare in questo modo un aumento attivo della pressione per un intervento CT & RSV. La valvola è in grado di aprirsi rispetto a un'alta pressione nella pompa freno. Ancora Guarnizione Canale anulare Guarnizione Fig Sensore di pressione Il sensore di pressione (Fig. 54) ha il compito di accertare se il conducente frena durante l'intervento del VSC. - Elemento sensibile in silicone - Principio a sensore piezo-resistivo - Fissaggio con rondella elastica - Segnale analogico di uscita verso la centralina elettronica - Ampia autodiagnosi - Manutenzione impossibile Morsetto di alimentazione Morsetto di uscita Collegamento a massa Rondella elastica Guarnizione Fig. 54 TRW 7. 46

49 Sistemi ABS di TRW TRW EBC 430 EV Sensore imbardata ed accelerazione trasversale Il sensore rileva il tasso d'imbardata e l'accelerazione trasversale del veicolo. Esso misura la direzione effettiva del veicolo rilevandone il suo sbandamento o la sua rotazione. La centralina elettronica di comando riceve questi segnali nonché i segnali emessi da altri sensori ed attiva gli interventi di regolazione attraverso i freni anteriori per mantenere il veicolo stabile. Sensore d'imbardata (): Questo sensore rileva il tasso d'imbardata del veicolo. Giroscopio ad anello in silicone Principio a sensore L'effetto Coriolis deve la sua denominazione al fisico e matematico francese, Gustave Gaspard de Coriolis ( ). Dal 1816 fino al 1838 egli fu il professore assistente di matematica all'école Polytechnique di Parigi. Coriolis divenne famoso per la sua relazione di seminario "Sur les équations du mouvement relatif des systèmes de corps" del 1835, con la quale egli dimostrò che le leggi di movimento potevano essere utilizzate in un quadro di riferimento rotante, qualora alle equazioni del moto venisse aggiunta una cosiddetta accelerazione Coriolis. Campo fisico: ±93 /s Sensore dell'accelerazione trasversale (): esso rileva l'accelerazione trasversale (la forza in curva) del veicolo. Supporto in silicone a trattamento di superfinitura Principio capacitivo a sensore Il principio a sensore si basa su un rilevamento capacitivo dello spostamento di una struttura a pettine liberamente orientabile, che è sistemata sulla massa inerziale al centro del dispositivo relativo agli elettrodi a pettine fissi. Campo fisico: ±14,7 m/s² Fig Sensore angolo di sterzatura (SAS) Il sensore angolo di sterzatura di TRW è stato sviluppato esclusivamente per l'ebc 430EV VSC, tuttavia, può essere utilizzato anche in altri sistemi di VSC. Il sensore viene collegato al VSC tramite un'interfaccia CAN (Controller Area Network). Si tratta di un cavo CAN con una velocità di trasmissione fino a 500 kbit/s. Il sensore informa il sistema sull'angolo di sterzatura attuale e sull'aumento della rotazione angolare. Esso è anche in grado di controllare la funzione dei componenti interni. L'elettronica del sensore calcola l'attuale angolo di sterzatura sulla base delle informazioni fornite dai sensori ottici interni e di alcuni dati di calibratura. Successivamente i dati vengono formattati e quindi trasmessi attraverso il cavo CAN. Questi dati vengono poi rilevati dal sistema VSC e rappresentano i dati importanti per la regolazione della stabilità dinamica del veicolo. Il dispositivo SAS si basa sulla tecnologia dei sensori ottici. I sensori ottici sono del tipo di costruzione trasmissiva e funzionano in collegamento con una ruota fonica in plastica. Questa ruota fonica dispone di tre tracce: la traccia interna ha denti che sono disposti a distanza regolare, mentre la traccia centrale e quella esterna dispongono di denti di differente lunghezza. Durante la fase di rotazione i denti si muovono attraverso la fessura ottica del sensore e causano un'interruzione del raggio luminoso fra trasmettitore e ricevitore. Queste interruzioni generano un segnale digitale d'uscita del sensore ottico. Il dispositivo dispone di tre sensori ottici e questa combinazione delle tre condizioni logiche genera una sequenza di 128 numeri di un codice binario a 3 bit che viene rilevato in modo preciso. Questa sequenza è un codice ciclico, detto anche "codestring". Ciascuno di questi numeri codestring corrisponde ad un settore ad angolo di attorno al perimetro di 360. In particolare, il sensore ottico per la traccia interna esiste due volte (esso dispone di un trasmettitore e di due ricevitori luminosi). Questo componente riconosce il senso di rotazione del sensore (in senso orario o antiorario) ed aumenta la risoluzione del fattore due in modo che la risoluzione angolare definitiva del dispositivo sia pari a Ciò avviene sfruttando la relazione particolare delle fasi tra i due segnali del sensore doppio nella traccia interna. Con un codice binario a 3 bit possono essere rappresentati soltanto otto numeri diversi. Questo codestring particolare è composto effettivamente da una sequenza alternata di numeri pari e dispari, dove può essere preso in considerazione ogni numero da 0 a 7. La particolarità di questo codestring per l'identificazione univoca di una posizione in un campo da 1 a 128 settori è molto importante per ottenere almeno tre TRW

50 Sistemi ABS di TRW TRW EBC 430 EV numeri di settori vicini (vale a dire il primo del settore attuale ed i due altri dei due settori precedenti). Ciò significa che alla prima lettura del sistema occorre girare il volante almeno attraverso tre settori nella stessa direzione; ciò corrisponde ad un angolo di rotazione da a Durante questo processo il sensore riconosce la sua posizione di partenza. A questo punto è possibile muoversi, settore per settore, lungo il codestring in avanti ed indietro senza perdere dati; ciò vale fintanto che il sensore verrà alimentato da corrente elettrica. Per il funzionamento nel VSC il sensore necessita di un'alimentazione continua di corrente (vale a dire di un cavo +30) e di un cavo di alimentazione dall'accensione (vale a dire di un cavo +15). Bisogna notare che il cavo di alimentazione verso l'accensione funziona soltanto da linea di trasmissione segnali verso la centralina elettronica dei sensori. La centralina elettronica dei sensori alimentata attraverso una linea permanente si basa su due microdispositivi di controllo. Il primo regola gli ingressi dei sensori (dati provenienti dai sensori ottici) con il blocchetto di accensione disinserito. In questo caso, il sensore viene commutato nel cosiddetto modo "Sleep". Al reinserimento dell'accensione il secondo dispositivo di controllo regolerà il primo. In questo caso, il sensore viene commutato nel modo "Active". Se la chiave è disinserita, il consumo medio di corrente del dispositivo è inferiore ad 1 ma. Si prega di tener presente che anche in questo stato il sensore è in grado di riconoscere i movimenti del volante fino a 2000 deg/s. Sensore angolo di sterzatura (Fig. 56) Molla di orologio Fig Sensore del numero di giri ruota L'effetto Hall: L'effetto Hall è della massima importanza nelle applicazioni tecniche. Se una corrente attraversa un elemento Hall in un campo magnetico, che è disposto verticalmente rispetto al flusso di corrente, si genera una tensione che è verticale rispetto al flusso di corrente ed al campo magnetico. Questa tensione viene denominata tensione di Hall U H (Fig. 57). I V = Corrente di comando B = Campo magnetico U H = Tensione di Hall Fig. 57 TRW 7. 48

51 Sistemi ABS di TRW TRW EBC 430 EV Principio di funzionamento (): Il principio di funzionamento del sensore del numero di giri ruota si basa sull'effetto Hall in un materiale semiconduttore. L'elemento dispone di un circuito sensore integrato. In caso dell'esistenza di un campo magnetico e di un'alimentazione permanente di corrente, l'elemento genera una tensione di Hall come segnale analogico di uscita. Questa tensione viene elaborata da un trigger Schmitt e lo stadio finale trasforma la tensione in una corrente High/Low. Un filtro installato a valle riduce i tre conduttori a due. Il flusso d'induzione genera la rispettiva corrente sotto forma di un segnale rettangolare. Il campo può essere generato tramite una regolazione a retroazione o una ruota polare ovvero una ruota rotante ad impulsi. Caratteristiche: Uscita digitale Uscita di commutazione corrente a doppio conduttore Possibilità per regime di giri zero Dimensioni ridotte Tenuta ermetica Presa integrata o cavo mobile di alimentazione Versioni per il rilevamento all'estremità o ai lati Tutti i tipi di fissaggio Sensore per asse posteriore Linee magnetiche di campo Destinazione magnetica Sensore Amplificatore, Comparatore Sensore per asse anteriore Fig. 58 Funzione: La Fig. 59 mostra il mozzo portaruota ed il sensore del numero di giri ruota, così come sono montati nel veicolo. La ruota magnetica ad impulsi è integrata nel cuscinetto della ruota e fornisce il segnale per il sensore attivo. Mozzo portaruota Sensore Cuscinetto della ruota Ruota polare Fig Spia di avvertimento Il sistema VSC EBC 430EV trasmette le informazioni al CAN bus per la richiesta di illuminazione o di disinserimento dell'illuminazione del segnale ottico di avvertimento. Il segnale ottico di avvertimento s'illumina immediatamente dopo l'inserimento dell'accensione ed indica che il sistema antibloccaggio esegue un autotest. Se il segnale ottico di avvertimento non si spegne, ciò indica l'esistenza di un problema; in questo caso sono disponibili alcune o nessuna delle funzioni per la regolazione dello slittamento. Qualora durante il funzionamento normale del veicolo vengano riscontrate disfunzioni o errori, la regolazione antislittamento trasmette informazioni per richiedere l'illuminazione del rispettivo segnale ottico di avvertimento. IMPORTANTE: UNA SPIA CT/VSC LAMPEGGIANTE NON INDICA UNA DISFUNZIONE, INDICA INVECE CHE IL VEI- COLO SI TROVA NEL REGIME CT/VSC! TRW

52 Sistemi ABS di TRW TRW EBC 430 EV Prese del sistema La Fig. 60 mostra i componenti idraulici dell'ebc 430EV. La funzione della valvola ISO, della valvola DUMP, del limitatore dell'alta pressione, dell'accumulatore a bassa pressione e della pompa è descritta nel capitolo 7.7 EBC 430. Valvola ISO Valvole DUMP Valvola ISO Valvola ISO Valvole DUMP Valvola ISO Verso il freno posteriore sinistro Verso il freno anteriore destro Verso il freno posteriore sinistro Verso il freno anteriore destro Scatola elettrovalvole Limitatore dell'alta pressione Accumulatore a bassa pressione Accumulatore a bassa pressione Limitatore dell'alta pressione Sensore di pressione Verso la la pompa freno Unità secondaria Verso la pompa freno Unità primaria CT/VSC Cartuccia d'isolamento Valvola di alimentazione Pompa Pompa Valvola di alimentazione CT/VSC Cartuccia d'isolamento Fig. 60 TRW 7. 50

53 Controllo della stabilità del veicolo - VSC Introduzione 8. Controllo della stabilità del veicolo - VSC 8.1 Introduzione Il controllo della stabilità del veicolo è parte della sicurezza attiva del veicolo. Esso è conosciuto anche con la denominazione regolazione dinamica di marcia. Detto in modo semplice, si tratta di un software che serve ad evitare il pericolo di sbandamento. Questo software riconosce un rischio di sbandamento e lo compensa in modo da evitare la perdita di controllo sul veicolo. Al fine di evitare uno sbandamento, un sistema di comando per la regolazione della stabilità del veicolo, come il sistema VSC, deve essere in grado di esercitare un'azione calcolata sul sistema frenante entro la frazione di un secondo. La pompa di riflusso genera l'aumento della pressione. Forza frenante Forza di gravità Forza in curva Forza di accelerazione Fig. 61 Vantaggi: - Non si tratta di un sistema separato, bensì esso si compone degli altri sistemi di trazione e comprende le loro caratteristiche di potenza. - La guida diventa più facile. - Il veicolo rimane sotto controllo. - Viene ridotto il pericolo di un incidente come conseguenza di una reazione eccessiva del conducente. 8.2 Forze e coppie Le forze che agiscono su una parte del veicolo sono (Fig. 61): - la forza di accelerazione. - la forza frenante che agisce nella direzione opposta rispetto alla forza di accelerazione. - forze in curva (laterali) che rendono possibile la guida del veicolo e le forze di gravità che rappresentano, tra l'altro, il risultato di gravità ed attrito. Oltre a ciò, il veicolo è soggetto a quanto segue: (Fig. 62) - momenti di imbardata che possono provocare una rotazione del veicolo attorno al suo asse verticale nonché - momenti torcenti ruote e momenti d'inerzia che cercano di mantenere l'attuale direzione di moto - nonché altre forze, quali ad es. resistenza aerodinamica. Asse verticale Imbardata Coppie delle ruote Fig. 62 TRW 8. 51

54 Controllo della stabilità del veicolo - VSC Forze e coppie Cerchio Kamm delle forze d'attrito L'effetto combinato di alcune di queste forze può essere raffigurato in modo ottimale con l'ausilio del "cerchio Kamm delle forze d'attrito". Il raggio di questo cerchio viene determinato dalla forza di adesione tra il manto stradale e il pneumatico, vale a dire una scarsa forza di adesione comporta un raggio (a) piccolo ed un'elevata forza di adesione comporta un raggio grande. Il cerchio delle forze d'attrito si basa su un parallelogramma delle forze che si compone della forza trasversale (FS), della forza frenante o marcia (FA) e della risultante forza totale (G). F S G F A a G F S F A b Fig. 63 Fintantoché la forza risultante rientra nel cerchio, il veicolo si trova in uno stato di stabilità (Fig. 63 a). Se la forza risultante supera il bordo esterno del cerchio, il veicolo entra in uno stato non controllabile (Fig. 63 b). Effetto combinato delle forze: f. La forza frenante e la forza trasversale sono di entità tale che la forza risultante rientra nel cerchio. Il veicolo può essere guidato senza problemi. F S G F A g. A questo punto aumentiamo la forza frenante. Diminuisce la forza trasversale. F S G F A h. La forza totale risultante corrisponde alla forza frenante. La ruota si blocca. A causa della mancanza di forze trasversali, non è più possibile sterzare il veicolo. E' uguale il rapporto tra forza motrice e forza traversale. Se, in caso di pieno sfruttamento della forza motrice, le forze trasversali sono uguali a zero, slittano le ruote motrici. F S = 0 F A = G TRW

55 Controllo della stabilità del veicolo - VSC Forze e coppie Processo di regolazione Affinché il VSC possa reagire nelle situazioni critiche, deve essere in grado di rispondere a due domande: - quale è la direzione di marcia desiderata dal conducente? (Fig. 64 a) - quale è la direzione di marcia del veicolo? (Fig. 64 b) Una situazione critica può significare che il veicolo reagisce in uno di due modi differenti: 1. Il veicolo tende al pericolo di sottosterzo (Fig. 66). Grazie ad un pronto intervento del freno sulla ruota posteriore nel lato interno della curva e ad un intervento contemporaneo del controllo motore/cambio, il VSC impedisce che il veicolo esca fuori dalla traiettoria impostata. a b Fig. 64 Il sistema può rispondere alla prima domanda in base alle informazioni ottenute dal sensore angolo di sterzo (Fig. 65 b) e dal sensore del numero di giri ruota (Fig. 65 a). Fig Il veicolo tende al pericolo di sovrasterzo (Fig. 67). Grazie ad un rispettivo intervento del freno sulla ruota anteriore nel lato esterno della curva e ad un intervento contemporaneo del controllo motore/cambio, il VSC impedisce uno sbandamento del veicolo. Il rilevatore di accelerazione per tasso d'imbardata fornisce la risposta alla seconda domanda (Fig. 65 c). a b c Fig. 65 Fig. 67 Qualora le due risposte a queste domande, a e b, non siano uguali, il VSC presume che si potrebbe creare una situazione critica in modo da rendere necessario un intervento. TRW 8. 53

56 Controllo della stabilità del veicolo - VSC Forze e coppie Come si vede, il VSC può agire contro le tendenze sovra- e sottosterzanti. A questo fine deve essere introdotto un cambio di direzione, però senza l'intervento diretto dello sterzo. Senz'altro avete familiarità con il principio fondamentale di sterzatura nei veicoli cingolati. L'intervento del VSC si basa sullo stesso principio. Osserviamo innanzi tutto un veicolo senza VSC. Il veicolo deve schivare un ostacolo che compare all'improvviso. Il conducente sterza bruscamente dapprima a sinistra e subito dopo a destra (Fig. 70). Per guidare un veicolo cingolato verso destra occorre frenare il cingolo destro (Fig. 68). Fig. 70 Fig. 68 Per guidare un veicolo cingolato verso sinistra occorre frenare il cingolo sinistro (Fig. 69). Come risultato di questa manovra di sterzata il veicolo oscilla e la parte posteriore comincia a sbandare. La rotazione del veicolo attorno all'asse verticale esce dal controllo del conducente (Fig. 71). Fig. 69 Fig TRW

57 Controllo della stabilità del veicolo - VSC Forze e coppie Adesso osserviamo la stessa situazione per un veicolo con VSC. Il veicolo cerca di schivare l'ostacolo. In base alle informazioni fornite dai sensori il VSC riconosce che il veicolo sta perdendo la sua stabilità. Ora il sistema calcola le contromisure: il VSC frena la ruota posteriore a sinistra. Ciò supporta il moto rotatorio del veicolo mentre si mantiene la forza trasversale delle ruote anteriori (Fig. 72). Il cambio precedente della carreggiata può provocare un'oscillazione del veicolo attorno al suo asse verticale. Al fine di evitare lo sbandamento della parte posteriore viene frenata la ruota anteriore sinistra. In situazioni particolarmente critiche è possibile aumentare la forza frenante agente sulla ruota al fine di limitare l'aumento delle forze trasversali sull'asse anteriore. ( Cerchio di Kamm ) (Fig. 74). Fig. 74 Fig. 72 Mentre il veicolo si muove sull'arco sinistro del cerchio, il conducente gira il volante verso destra. Per affrontare questa controsterzata viene frenata la ruota anteriore destra. Le ruote posteriori girano liberamente per permettere la generazione ottimale delle forze trasversali sull'asse posteriore (Fig. 73). Dopo la correzione di tutte le condizioni d'instabilità, il VSC cessa il suo intervento di regolazione (Fig. 75). Fig. 75 Fig. 73 TRW 8. 55

58 Controllo trazione - CT Introduzione 9. Controllo trazione - CT 9.1 Introduzione Alla TRW la sigla CT sta per Controllo della Trazione. Altre denominazioni quali ASR oppure ASC sono usuali presso alcuni clienti o concorrenti. Il CT è un sottosistema nell'ambito dei sistemi di stabilità che trovano applicazione in automobili moderne. Il CT deve essere considerato l'ampliamento logico delle funzioni normali di regolazione slittamento ABS. La piattaforma ABS/CT è una base necessaria per ulteriori funzioni di regolazione della stabilità del veicolo. La funzionalità estesa del CT rispetto all'abs offre al cliente maggiori vantaggi nell'ambito della sicurezza attiva e del supporto del conducente, sia in fase di accelerazione come in fase di frenata. Il controllo della trazione fa parte della famiglia dei sistemi di regolazione dello slittamento, così come ABS, DRP e MSR. L'obiettivo di un intervento del CT è la stabilizzazione della dinamica di un veicolo in direzione longitudinale e trasversale durante la fase di accelerazione. Si ottiene l'effetto stabilizzante influenzando lo slittamento delle ruote azionate attraverso una modulazione della coppia motrice e di quella frenante. Lo slittamento necessario viene scelto in maniera che le forze in direzione longitudinale e trasversale possano essere utilizzate in modo ottimale. Lo slittamento necessario dipende in primo luogo dal conducente, dal veicolo e dal coefficiente d'attrito tra strada e pneumatico. 9.2 Sistemi CT Esistono tre principi diversi per sistemi di controllo della trazione: 1. Solo freno (intervento del pignone) - Differenziale bloccabile elettronicamente per migliorare la trazione 2. Solo motore (intervento dell'asse) - Rilascio del pedale dell'acceleratore da parte del conducente per stabilizzare il veicolo 3. Freno e motore (intervento del pignone) - Pieno controllo per trazione e stabilizzazione Sistema Vantaggio Svantaggio Solo freno - E' possibile l'avviamento su un fondo ad aderenza µ differente - L'hardware viene applicato sull'unità idraulica ABS ed è ben noto - Nessuna modifica della gestione motore Solo motore - E' possibile l'avviamento su un fondo µ omogeneo - Non serve un'unità idraulica supplementare - Viene mantenuta la stabilità del veicolo in curva Freno e motore - E' possibile l'avviamento su un fondo µ omogeneo - Supporto massimo del conducente - Stabilizzazione per la marcia in curva - Il conducente deve adattare la coppia motrice - Costi per l'unità idraulica - Nessuna stabilizzazione in curva - Non è possibile l'avviamento su un rivestimento ad aderenza µ differente - Interfaccia con la gestione motore - Costi per l'unità idraulica - Maggiore dispendio per software TRW 9. 56

59 Controllo trazione - CT Sistemi CT Solo freno Attraverso un'unità idraulica ABS modificata il sistema "Solo freno" può aumentare la forza frenante per ogni ruota azionata. Per motivi di sicurezza in caso di guasto potrebbe essere molto critico un aumento contemporaneo della pressione su tutte le ruote azionate. A causa dell'aumento della pressione soltanto su una ruota può essere ottenuto una specie di effetto a differenziale autobloccante (con lo svantaggio che viene sprecata la coppia motrice in un freno). Algoritmo CT: (Fig. 77) La forza frenante viene applicata alla ruota con il valore µ basso. Una parte della coppia motrice viene utilizzata nei freni Il momento traente viene spostato attraverso il differenziale sul lato con il valore µ alto. Il veicolo si avvia con una accelerazione proporzionale al momento frenante CT applicato. Tipico campo di applicazione e funzione del sistema: Situazione di avviamento: Una ruota gira su un fondo con un valore µ basso, l'altra ruota gira su un fondo con valore µ alto. Input del conducente: azionamento del pedale dell'acceleratore. Reazione senza CT: (Fig. 76) aumenta lo slittamento della ruota sul fondo con il valore µ basso, il veicolo non si muove visto che la coppia motrice viene inviata sul lato della ruota con il valore µ basso. Fig. 77 Il meccanismo descritto aiuta in caso di avviamento su fondi con aderenza µ differente. Il conducente, tuttavia, deve adattare la coppia motrice in modo tale da evitare uno slittamento della ruota con valore µ alto, ecc.. Oltre a ciò, questo sistema non offre al conducente nessun supporto durante l'avviamento omogeneo. Questo significa che il mancato supporto può diventare problematico, particolarmente per la marcia di veicoli con trazione posteriore su fondi stradali con valore µ omogeneo. In un sistema "Solo freno" la massima trazione in una determinata situazione di marcia è sempre l'obiettivo principale. Successivamente un bloccaggio del differenziale attraverso l'intervento del freno. Fig TRW

60 Controllo trazione - CT Sistemi CT Solo motore Un controllo motore modificato facilita il rilascio del pedale dell'acceleratore da parte del conducente. In questo modo può essere realizzata una riduzione della coppia motrice. Il risultato di questa regolazione è contrario all'intervento del freno. Con l'intervento del motore possono essere superati soltanto problemi simmetrici su superfici con fondo omogeneo. L'obiettivo del sistema "Solo motore" è la stabilizzazione massima della situazione di guida. Algoritmo CT: (Fig. 79) La coppia motrice viene ridotta al fine di ottenere un grado di slittamento con massimo coefficiente di attrito o in direzione longitudinale, o in direzione laterale (oppure il miglior compromesso). Il veicolo si muove con la massima sterzabilità ed accelerazione sufficiente. Tipico campo di applicazione e funzione del sistema: Situazione di avviamento: Entrambe le ruote motrici si trovano su un fondo con valore µ basso. Input del conducente: azionamento del pedale dell'acceleratore. Reazione senza CT: (Fig. 78) Lo slittamento delle due ruote aumenta, il veicolo non si muove e perde la sterzabilità, visto che il coefficiente di attrito per la coppia motrice applicata è insufficiente. Fig. 79 Un tale meccanismo assiste l'avviamento su fondi con valore µ omogeneo. Tuttavia, il conducente non può accelerare su un fondo con aderenza µ differente. Un ulteriore vantaggio di questo sistema consiste nel possibile effetto stabilizzante durante la marcia in curva, particolarmente in veicoli con trazione posteriore (l'effetto stabilizzante è naturalmente inferiore a quello ottenuto con il controllo della stabilità del veicolo) si denota la riduzione della coppia motrice richiesta dal conducente e l'azione sulle forze stradali. Fig Freno e motore Il sistema con intervento di freno e motore, grazie alla combinazione dei due sistemi individuali, offre i massimi vantaggi per il conducente. Tuttavia, ciò rappresenta una sfida per il fornitore del sistema CT relativa all'effetto combinato di freno e controllo motore. TRW 9. 58

61 Controllo trazione - CT Filosofia di base 9.3 Filosofia di base La filosofia di base del controllo della trazione: "La stabilità è più importante della trazione" Questa valutazione si riferisce a veicoli con elevate velocità di marcia ed al pericolo di gran lunga maggiore di un comportamento instabile del veicolo. Il seguente grafico presenta in modo qualitativo l'importanza fra trazione e stabilità per la sicurezza di un sistema medio composto da conducente e veicolo. Un intervento del controllo della trazione inizia sempre con una riduzione della coppia motrice al fine di stabilizzare il veicolo alle rispettive condizioni di guida. Se si è ottenuta la stabilizzazione, il sistema provvede all'aumento della coppia motrice e ad una modulazione di frenata nelle ruote azionate. In questo modo si ottengono le forze massime tra ruota e fondo stradale. In caso di elevate velocità del veicolo viene interrotto l'intervento dei freni ed invece si ricorre unicamente all'intervento del motore per la regolazione del comportamento del veicolo. Ambito di trazione Ambito di stabilità Freno & motore Solo motore Riduzione di frenata Stabilità Importanza Trazione Velocità del veicolo TRW

62 Controllo trazione - CT Algoritmo come sottosistema nel sistema di controllo del veicolo 9.4 Algoritmo come sottosistema nel sistema di controllo del veicolo Il CT è integrato nel sistema di controllo del veicolo. Pertanto, il CT si trova in correlazione con altri sottosistemi nonché con l'input del conducente ed il comportamento del veicolo. L'algoritmo del sistema di trazione non è collegato con moduli hardware. Le interfacce verso e dall'hardware vengono calcolate negli altri sottosistemi, come ad es. sistema operativo, attuatore ruote, ecc. Ciò garantisce un'interpretazione dell'algoritmo di potenza "Controllo della trazione" (come per ABS; MSR e DRP) indipendente dall'hardware. Segue una breve panoramica. Il diagramma è una rappresentazione semplificata e non mostra, pertanto, tutti i sottosistemi, né i componenti hardware. Equipaggiamento veicolo Veicolo Comando d'ingresso Complesso del sistema di controllo veicolo Sistema operativo Base informazioni Diagnostica Veicolo Comando d'uscita Pedale del freno Gas ABS DRP Veicolo Regolazione della stabilità Freni Input del conducente Sterzo CT MSR VSC Motorino Condizioni di marcia altri Frizione Sterzo TRW 9. 60

63 Manutenzione Raccomandazioni generali 10. Manutenzione 10.1 Raccomandazioni generali La sicurezza è il massimo precetto per i lavori da eseguire nell'impianto frenante. Non eseguire riparazioni o modifiche provvisorie nel sistema. Non tentare mai di scomporre o riparare il modulatore, visto che si tratta di un'unità "ermetica", per cui non sono disponibili pezzi di ricambio. Non guidare mai il veicolo con la centralina elettronica di comando ABS staccata dai morsetti o quando la spina multipla è attaccata ad apparecchi di prova, visto che un azionamento accidentale delle valvole del modulatore può provocare un bloccaggio delle singole ruote con gravi conseguenze. Come avviene con tutti i componenti e sistemi di un veicolo, anche per i lavori da effettuarsi nel sistema ABS bisogna osservare determinate procedure e misure preventive. In linea di principio si devono osservare le seguenti regole: Prima di procedere a lavori di saldatura elettrica in un veicolo con ABS, occorre separare l'unità di controllo ABS dall'alimentazione di corrente; diversamente sarebbe danneggiata in modo irreparabile. Per il montaggio di una batteria nel veicolo si devono collegare e serrare correttamente tutti i cavi. Prima di smontare la parte idraulica del sistema di comando staccare il cavo negativo della batteria. Il veicolo non deve essere guidato mai con apparecchi di prova collegati, a meno che ciò non sia espressamente descritto nel manuale. Dopo aver proceduto alla sostituzione della parte idraulica del sistema di comando, della centralina completa, di un sensore o del gruppo cavi elettrici, o durante l'esecuzione di altri lavori che incidono sui componenti dell'abs, bisogna controllare l'intero sistema ABS Esecuzione di misurazioni elettriche Misure preventive La centralina elettronica ed altri componenti del sistema antibloccaggio non devono essere collegati o staccati con l'accensione inserita. Assicurarsi che tutti i collegamenti elettrici siano in buone condizioni e che abbiano un contatto saldo; ciò vale PARTICOLARMENTE per i collegamenti alla centralina elettronica e ai modulatori. Non collegare mai un'alimentazione di corrente a 12 volt direttamente alle elettrovalvole dei modulatori. Se essa rimane allacciata, le valvole vengono alimentate con una corrente eccessiva che le distrugge in modo irreparabile. Assicurarsi che tutti i collegamenti a massa siano assolutamente puliti e fissati saldamente. In nessun caso portare un cavo o circuito a contatto con la massa per controllare l'alimentazione di tensione. Prima di procedere ad una prova di resistenza, controllare sempre con l'ohmetro se l'apparecchio è registrato su zero. Prima di eseguire delle prove, assicurarsi sempre che la tensione della batteria sia di 11,5-13,5. Non esporre i dispositivi elettronici a sollecitazioni meccaniche d'urto. Essi devono essere trattati con cautela e protetti in modo che non possano cadere. Fare attenzione che la temperatura del veicolo e dell'ambiente non superi 80 C; altrimenti smontare prima la centralina elettronica. Qualora il veicolo fosse stato esposto a temperature superiori a 80 C, non controllare nessun componente e nessun sistema prima che la temperatura non sia nuovamente scesa ad un valore normale. Per lo smontaggio ed il rimontaggio di tubazioni dei freni si devono contrassegnare le tubazioni per poi ricollegarle alla parte idraulica del sistema di comando in base a tali contrassegni. Le tubazioni del freno staccate devono essere chiuse immediatamente con i tappi di cui si dispone. TRW

64 Manutenzione Esecuzione di misurazioni elettriche Misurazioni della tensione Le misurazioni della tensione possono essere eseguite direttamente sui contatti della spina della centralina oppure tra i contatti e la massa del veicolo con l'ausilio di un multimetro o di un oscilloscopio. Queste misurazioni possono essere eseguite con con la centralina elettronica collegata e l'abs pronto per il funzionamento. (Fig. 80) Collegamenti a massa I collegamenti a massa dovrebbero essere verificati sempre rispetto alla massa di riferimento (la batteria). Durante questa misurazione il sistema deve essere in funzione (Fig. 82) (misurazione della tensione sotto carico). Fig. 82 Fig Emissione sensore ruote La misurazione della tensione d'uscita di un sensore ruote può essere eseguita con un multimetro su tensione AC, o negli attacchi dei sensori o nella spina del cavo; durante la misurazione si deve girare la ruota. (Fig. 81) Misurazioni della frequenza Qui sono valide le stesse istruzioni come per la misurazione della tensione (Fig. 83 e Fig. 84). Durante la misurazione si deve girare la ruota. Fig. 83 Fig. 81 Fig TRW

65 Manutenzione Esecuzione di misurazioni elettriche Emissione sensori attivi La misurazione della tensione d'uscita di un sensore ruote attivo può essere eseguita con un multimetro su tensione continua. - Centralina elettronica di comando collegata - Accensione inserita - La ruota deve essere fatta girare Misurazioni della resistenza Prima di procedere alla misurazione della resistenza, si devono separare l'alimentazione di tensione e la centralina dalla rispettiva unità. Le misurazioni possono essere eseguite direttamente negli attacchi della centralina, nei connettori a spine e nella massa del veicolo. per il controllo di un sensore ruota non è necessario girare la ruota; la misurazione può essere eseguita o negli attacchi del sensore o in quello della centralina TRW