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(ANTILOCK BRAKE SISTEM_SISTEMA DE FRENOS ANTIBLOQUEO)

INDICE

1. Introducción.2. El ABS (función):2.1. Estabilidad en la conducción:2.2.Dirigibilidad:2.3. Distancia de parada:2.4. Observaciones:3. ¿Cómo funciona el ABS?3.1. Electroválvulas.3.2. Conjunto motor-bomba:3.3. Acumulador de baja presión:3.4. Señal del switch de luces de freno:3.5. Ruido y confort de la regulación:3.6. Sensores de rueda:3.7. Sensor G (sólo vehículos AWD):3.8. Unidad de Control Electrónico:4. Funcionamiento hidráulico del sistema ABS.4.1. En la posición de subida de presión,4.2. En la posición de mantenimiento de presión.4.3. En la posición de bajada de presión.5. Tipos de sistemas ABS.5.1. Regulación individual.5.2. Regulación "Select-low":5.3. Regulación "Select-higt": 6. CALCULADOR (Unidad electrónica de mando).6.1. La diagnosis que hace un calculador cubre dos aspectos:6.2. El auto diagnóstico:6.3. Principales valores utilizados por la lógica interna del calculador.6.3.1. Informaciones físicas (transmitidas por unas señales eléctricas).6.3.2. Informaciones calculadas.7. Módulo de control del sistema de frenos antiblocantes (ABSCM):7.1. Relé de la válvula:7.2. Relé del motor:7.3. Piloto de ABS:7.4. Módulo de control de la transmisión automática (TCM) (Sólo vehículos con A/T):8. Los nuevos sistemas de frenado:8.1. BAS BrakeAssistSystem.8.2. SERVOTRONIC.8.3.EBV (EBD).8.5. ETS.8.6.Control de tracción (TCS, ASC+T, ASR, EDS....):8.7. TRACS.8.8. ASR.

ELAB POR; EDSON CLAROS GUTIERREZ EDDY JAILLITA Página 1

ABS

A.B.S

(Antilock Braking System)

1.Introducción:

Cada día la tecnología avanza a pasos agigantados, en seguridad, calidad, confort, rendimiento, efectividad, etc. Para el ocupante quien se encuentra dentro el habitáculo ( cuanto más seguro sea este sistema mejor) .

De esta manera lo ha hecho la tecnología automotriz en la seguridad de manejo en forma importante en el sistema de frenos implementando muchos tipos de sistemas distintos pero con la misma finalidad, hacer más eficiente el frenado y más seguro, es con este objetivo que se creó el sistema ABS el cual vamos a explicar en detalle en este trabajo, explicando de forma técnica cada uno de sus componentes, sus funciones, etc.

2.El ABS (función):

Una de las principales funciones del ABS es evitar la pérdida de control del vehículo en condiciones de frenado de pánico, es decir que el conductor pueda efectuar una frenada extraordinariamente eficaz sin que las condiciones externas o internas influya.

Dispositivo que evita el bloqueo de las ruedas al frenar. Un sensor electrónico de revoluciones, instalado en la rueda, detecta en cada instante de la frenada si una rueda está a punto de bloquearse. En caso afirmativo, envía una orden que reduce la presión de frenado sobre esa rueda y evita el bloqueo. El ABS mejora notablemente la seguridad dinámica de los coches, ya que reduce la posibilidad de pérdida de control del vehículo en situaciones extremas, permite mantener el control sobre la dirección (con las ruedas delanteras bloqueadas, los coches no obedecen a las indicaciones del volante) y además permite detener el vehículo en menos metros. El sistema antibloqueo ABS constituye un elemento de seguridad adicional en el vehículo. Tiene la función de reducir el riesgo de accidentes mediante el control óptimo del proceso de frenado. Durante un frenado que presente un riesgo de bloqueo de una o varias ruedas, el ABS tiene como función adaptar el nivel de presión del líquido de freno en cada rueda con el fin de evitar el bloqueo y optimizar así el compromiso de:

2.1. Estabilidad en la conducción:

Durante el proceso de frenado debe garantizarse la estabilidad del vehículo, tanto cuando la presión de frenado aumenta lentamente hasta el límite de bloqueo como cuando lo hace bruscamente, es decir, frenando en situación límite( pánico).

2.2.Dirigibilidad:

El vehículo puede conducirse al frenar en una curva aunque pierdan adherencia alguna de las ruedas.

2.3. Distancia de parada:

Es decir acortar la distancia de parada lo máximo posible.


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Para cumplir dichas exigencias, el ABS debe de funcionar de modo muy rápido y exacto (en décimas de segundo) lo cual no es posible más que con una electrónica sumamente complicada.

2.4. Observaciones:

1. En carreteras resbaladizas con bajo coeficiente de fricción (u), dado que la distancia de frenado aumenta en comparación con las carreteras cuya superficie tiene un (u) elevado incluso si el ABS está activado, es necesario reducir la velocidad cuando se conduce por estas carreteras.

2. En carreteras con baches, o con gravilla o nieve fresca, el funcionamiento del ABS puede resultar en una distancia de parada mas larga que en los vehículos que no están equipado con ABS.

Además, el sonido y las vibraciones generadas cuando se activa el ABS informan al conductor que esta funcionando el sistema ABS.

3.¿Cómo funciona el ABS?

Unos sensores ubicados en las ruedas controlan permanentemente la velocidad de giro de las mismas. A partir de los datos que suministra cada uno de los sensores, la unidad de control electrónica calcula la velocidad media, que corresponde aproximadamente a la velocidad del vehículo. Comparando la velocidad específica de una rueda con la media global se puede saber si una rueda amenaza con bloquearse.Si es así, el sistema reduce automáticamente la presión de frenado en la rueda en cuestión hasta alcanzar un valor umbral fijado por debajo del límite de bloqueo.Cuando la rueda gira libremente se vuelve a aumentar al máximo la presión de frenado. Solo una rueda que gira puede generar fuerzas laterales y, consecuentemente, cumplir funciones de guiado. Este proceso (reducir la presión de frenado / aumentar la presión de frenado) se repite hasta que el conductor retira el pie del freno o disminuye la fuerza de activación del mismo.

El conductor solo nota un ligero efecto pulsante en el pedal del freno.

Hidrogrupo o unidad hidráulicaestá formado por un conjunto de motor-bomba, ocho electroválvulas cuatro de admisión y cuatro de escape, y un acumulador de baja presión.

Este sistema de frenos ABS consta de los siguientes elementos que son:


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3.1. Electroválvulas:

Están constituidas de un solenoide y de un inducido móvil que asegura las funciones de apertura y cierre. La posición de reposo es asegurada por la acción de un muelle incorporado. Todas las entradas y salidas de las electroválvulas van protegidas por unos filtros.A fin de poder reducir en todo momento la presión de los frenos, independiente del estado eléctrico de la electroválvula, se ha incorporado una válvula anti-retorno a la electroválvula de admisión. La válvula se abre cuando la presión de la "bomba de frenos" es inferior a la presión del estribo. Ejemplo: al dejar de frenar cuando el ABS está funcionando.

El circuito de frenado está provisto de dos electroválvulas de admisión abiertas en reposo y de dos electroválvulas de escape cerradas en reposo. Es la acción separada o simultanea de las electroválvulas la que permite modular la presión en los circuitos de frenado.

3.2.Conjunto motor-bomba:

Esta constituido de un motor eléctrico y de una bomba hidráulica de doble circuito, controlados eléctricamente por el calculador. La función del conjunto es rechazar el líquido de frenos en el curso de la fase de regulación desde los bombines a la bomba de frenos. Este rechazo es perceptible por el conductor por el movimiento del pedal de freno.El modo de funcionamiento se basa en transformar el giro del motor eléctrico en un movimiento de carrera alternativa de dos pistones por medio de una pieza excéntrica que arrastra el eje del motor.

3.3.Acumulador de baja presión:

Se llena del líquido del freno que transita por la electroválvula de escape, si hay una variación importante de adherencia en el suelo.El nivel de presión necesario para el llenado del acumulador de baja presión debe ser lo suficientemente bajo para no contrariar la caída de presión en fase de


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regulación, pero lo suficientemente importante como para vencer en cualquier circunstancia el tarado de la válvula de entrada de la bomba.El caudal medio evacuado por la bomba es inferior al volumen máximo suministrado en situación de baja presión.

En la figura se ve un hidrogrupo o unidad de regulación hidráulica.

A- Canalización de llegada de la bomba de frenos (circuito primario).B- Canalización de llegada de la bomba de frenos (circuito secundario).C- Canalización de salida del hidrogrupo que va a la rueda delantera izquierda.D- Canalización de salida del hidrogrupo que va a la rueda trasera derecha.E- Canalización de salida del hidrogrupo que va a la rueda trasera izquierda.F- Canalización de salida del hidrogrupo que va a rueda delantera derecha3.4.- Señal del switch de luces de freno:

La información del contacto de luces de stop tiene como misión permitir abandonar el modo ABS lo más rápidamente posible cuando sea necesario. En efecto si el ABS está funcionando y el conductor suelta el pedal de freno con el fin de interrumpir la frenada, la señal transmitida por el contacto de stop permitirá cesar la regulación más rápidamente.Mientras esta lámpara permanezca encendida, el sistema antibloqueo de frenos está fuera de servicio, es decir, solo disponemos de los frenos convencionales.

3.5.Ruido y confort de la regulación:

Una regulación ABS conduce a unas aperturas y a unos cierres delas electroválvulas, al funcionamiento de un grupo motor-bomba, así como a unos movimientos del líquido en un circuito cerrado, es decir, con retorno del líquido hacia la bomba de frenos. Esto genera un ruido durante la regulación, acompañado por unos movimientos del pedal de frenos. Los ruidos son más o menos perceptibles en el habitáculo según la implantación arquitectónica del bloque hidráulico y la naturaleza de los aislantes fónicos que posea el vehículo.Estos ruidos, asociados a la remontada del pedal de frenos presenta sin embargo la ventaja de informar al conductor sobre el activado del ABS y, por lo tanto, sobre la aparición de unas condiciones precarias de circulación. La conducción podrá entonces adaptarse en consecuencia.

3.6. Sensores de rueda:

Los detectores de rueda o de régimen, también llamados captadores de rueda miden la velocidad instantánea en cada rueda.

El conjunto está compuesto por un captador (1) y un generador de impulsos o rueda fónica (3) fijado sobre un órgano giratorio.


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La disposición puede ser axial, radial o tangencial (axial ruedas delanteras, tangencial ruedas traseras).

Para obtener una señal correcta, conviene mantener un entrehierro (2) entre el captador y el generador de impulsos. El captador va unido al calculador mediante cableado.

El captador funciona según el principio de la inducción; en la cabeza del captador se encuentran dos imanes permanentes y una bobina. El flujo magnético es modificado

por el desfile de los dientes del generador de impulsos. La variación del campo magnético que atraviesa la bobina genera una tensión alternativa casi sinusoidal cuya

frecuencia es proporcional a la velocidad de la rueda. La amplitud de la tensión en el captador es función de la distancia (entre-hierro) entre diente y captador y de la

frecuencia.

3.7. Sensor G (sólo vehículos AWD):

Detecta un cambio en G en la dirección longitudinal del vehículo y lo transmite al ABSCM en términos de un cambio en el voltaje.


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3.8. Unidad de control electrónico:

Determina la cantidad de deslizamiento entre la rueda y la superficie en base a las señales procedentes de los sensores y controla al cabezal hidráulico.

4. Funcionamiento hidráulico del sistema ABS.

* Si la fuerza de frenado es menor que la fuerza de adherencia entonces no hay frenado con regulación, el sistema ABS no se activa.

* Si la fuerza de frenado es mayor que la fuerza de adherencia (las ruedas tienden a bloquearse) entonces si hay frenado con regulación, el sistema ABS se activa.

Las electroválvulas de la unidad hidráulica permiten tres posiciones de funcionamiento que se corresponden con las fases de funcionamiento del ABS:

Fase de subida de la presión. Fase de mantenimiento de la presión. Fase de bajada de presión.

Mediante las distintas intensidades de corriente eléctrica que llegan a las electroválvulas puede mantenerse o disminuirse la presión del líquido de frenos en cada cilindro de rueda (pistón o bombín).

4.1.En la posición de subida de presión,

El cilindro maestro actúa directamente sobre la pinza de frenado,


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produciendo una frenada convencional. El captador de velocidad informa a la U.C.E del descenso de velocidad pero hasta que la rueda no tiende a bloquearse el sistema no pasa a la fase siguiente.

No hay excitación eléctrica en la electroválvula por lo que tanto la válvula de admisión (5) como la válvula de salida (6) están abiertas permitiendo el paso de liquido (10) desde la bomba de freno hasta el paso de salida al cilindro de rueda (pistón o bombín).

4.2. En la posición de mantenimiento de presión.

La U.C.E por medio de los captadores de velocidad detecta este posible bloqueo y envía una señal a las electroválvulas para cortar el suministro de líquido de frenos procedente del cilindro maestro, manteniendo la presión en la pinza de frenado.

La bobina es excitada con la mitad de la corriente máxima. El inducido o camisa se desplaza y ambas válvulas son cerradas a la vez contra sus asientos manteniéndose de esta forma la presión en el circuito. Si esta situación de bloqueo persiste el sistema pasa a la última fase.

4.3. En la posición de bajada de presión.

La bobina es excitada con la corriente máxima produciendo en el inducido una mayor fuerza que le obliga a un desplazamiento todavía mayor que en el anterior estado. De esta forma la válvula de admisión (5) permanece cerrada y la válvula de salida (6) permanece abierta permitiendo el retorno del líquido de frenos hacia la bomba de retroalimentación y descargando el cilindro de rueda (pistón o bombín). En esta fase de funcionamiento, el conductor detecta las pulsaciones en el pedal de freno y el ruido de la bomba de exceso de presión. El acumulador atenúa estas pulsaciones y al mismo tiempo permite una descarga de presión rápida del cilindro de rueda.


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NOTA: Independientemente del estado eléctrico de las electroválvulas, se puede en cualquier momento reducir la presión de frenado soltando el pedal de freno. La disminución de la presión se efectúa por medio de la válvula anti retorno colocada en paralelo con la válvula de admisión.

5. Tipos de sistemas ABS:

Se pueden encontrar diferentes sistemas ABS, clasificándolos principalmente por el número de "canales" y de "sensores" que controlan los frenos de cada una de las ruedas del vehículo.

El número de canales viene determinado por el número de electroválvulas que regulan la presión de frenado de las ruedas pudiendo regularlas independientemente una por una o bien las dos del mismo eje a la vez. Existen tres tipos básicos de regulación de las ruedas:

5.1.Regulación individual:

En la que cada rueda se controla de forma independiente por una o varias electroválvulas

5.2.Regulación "Select-low":

Las dos ruedas de un mismo eje se controlan con los valores obtenidos por el captador de la rueda que tiene indicios de bloquear en primer lugar. Una o varias electroválvulas comunes a las dos ruedas regulan la misma presión hidráulica para ambas.

5.3.Regulación "Select-higt":

Las dos ruedas se controlan en este caso con los valores de la rueda que mayor adherencia tenga. También dispone de una o variaselectroválvulas comunes a las dos ruedas que regulan la misma presión hidráulica para ambas.

Los sensores se colocan normalmente junto a las ruedas y sirven para detectar la velocidad, aceleración y deceleración de éstas.


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En función del tipo de circuito de frenos, número de canales y número de sensores, se pueden clasificar los sistemas ABS:

Cuatro canales y cuatro sensores: este sistema cuenta con una o varias electroválvulas para cada rueda a su vez dispone de un sensor para cada rueda

Tres canales y cuatro sensores: este sistema cuenta con una o varias electroválvulas para las ruedas delanteras, pero en las ruedas del eje trasero se cuenta con una o varias electroválvulas que controlan las dos ruedas del mismo eje (trasero). Dispone de un sensor para cada rueda.

Tres canales y tres sensores: igual disposición que el anterior sistema, pero se diferencia en el eje trasero donde solo hay un sensor situado en grupo cónico y no en las ruedas.

La efectividad de un sistema ABS además del número de canales y sensores depende de la rapidez con que actúan las electroválvulas. Cuanto mayor sea la rapidez de actuación, más veces se actuara sobre los frenos de las ruedas, mejorando el coeficiente de adherencia. Actualmente se pueden conseguir hasta 16 pulsaciones por segundo.

6.CALCULADOR (Unidad electrónica de mando).

Recibe información de la velocidad del vehículo a través de las señales que proceden de cada uno de los captadores de rueda. Las informaciones medidas por los captadores son transformadas eléctricamente y tratadas en paralelo mediante dos microcomputadores (microprocesadores). En caso de desigualdad en las informaciones recibidas, el calculador reconoce un fallo y se inicializa un proceso de regulación del sistema ABS. Tras la amplificación, las señales de salida aseguran la activación de las electroválvulas y el motor-bomba (electrobomba).El calculador trabaja según el principio de la redundancia simétrica; los dos microcomputadores son diferentes, tratan la misma información y utilizan un mecanismo de cambio de información jerarquizada para comunicar. Cada


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microcomputador está programado con unos algoritmos de cálculo diferentes. En caso de no conformidad de las señales tratadas, en caso de avería o fallo en la instalación, el calculador limita el funcionamiento de los sistemas según un proceso apropiado. El fallo es señalado por un testigo en el cuadro de instrumentos y puede ser interpretado mediante un útil de diagnostico. Dado el avance de la electrónica el calculador cada vez es mayor su capacidad para auto diagnosticarse los fallos en el sistema ABS.

6.1.La diagnosis que hace un calculador cubre dos aspectos:

El primer aspecto corresponde a las acciones que realiza el calculador de manera autónoma para verificar sus periféricos, así como su propio funcionamiento; es decir el auto diagnóstico.

La otra parte del diagnostico concierne al acceso de las informaciones o datos relativos al estado del sistema, memorizados o no, por un operador exterior; se trata del diagnostico exterior por parte del mecánico mediante el aparato de diagnosis.

6.2.El auto diagnóstico:

Es un proceso automático que permite al calculador:

Verificar sus periféricos. Adoptar una marcha, degradada prevista para cada tipo de avería detectada. Memorizar el o los fallos constatados en una memoria permanente con el fin de

permitir una intervención posterior

Cualquier fallo detectado por el auto diagnóstico puede quedar memorizado en una memoria permanente y conservado, incluso si no hay tensión de alimentación..

En la inicialización (puesta bajo tensión), el calculador efectúa un cierto número de tareas destinadas a verificar que el sistema está en estado de arrancar. Son principalmente:

Test internos del calculador. Test de uniones: alimentación, relé de electroválvulas, captadores. Interfaces hacia el exterior.

Si estos test, son correctos, esta fase finaliza con el apagado del testigo de fallo al cabo de 2,5 segundos.Cuando el coche ya está circulando existen varios tipos de auto-controles: algunos se


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efectúan de forma permanente, otros necesitan unas condiciones de funcionamiento particular (velocidad vehículo superior a un cierto umbral por ejemplo); en todos los casos, los posibles test se llevan a cabo simultánea y continuamente.

En el esquema inferior se ve la parte interna de una unidad de control, así como las señales que recibe y envía al exterior (a sus periféricos que forman parte del sistema ABS).

6.3.Principales valores utilizados por la lógica interna del calculador.

6.3.1.Informaciones físicas (transmitidas por unas señales eléctricas).

Velocidad de las cuatro ruedas (las cuatro ruedas pueden tener velocidades diferentes en función de las fases de aceleración o de deceleración y del estado de la calzada, etc.).

Información del contacto luces de stop.

Resultados de los test de control de funcionamiento (rotación de la bomba, estado de los captadores y estados de las electroválvulas).

6.3.2.Informaciones calculadas.

Velocidad de referencia: Por cuestiones de precisión y de seguridad, la lógica calcula la velocidad del vehículo a partir de las velocidades de las cuatro ruedas. Esta información se llama velocidad de referencia. Para el cálculo, la lógica tiene en cuenta además de los límites físicos (las aceleraciones y deceleraciones máximas que es posible alcanzar en las diferentes adherencias) con el fin de verificar la coherencia del resultado y en su caso corregir el valor obtenido.


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Deslizamiento de las diferentes ruedas: El deslizamiento de una rueda es la diferencia de velocidad entre la rueda y el vehículo. Para la estrategia, que solo dispone de la velocidad de referencia como aproximación de la velocidad del vehículo, el deslizamiento es calculado a partir de la velocidad de la rueda y de la velocidad de referencia.

Aceleraciones y deceleraciones de las ruedas: A partir de la velocidad instantánea de una rueda (dada por el captador de velocidad), es posible calcular la aceleración o la deceleración de la rueda considerada observando la evolución de la velocidad en el tiempo.

Reconocimiento de la adherencia longitudinal neumático-suelo: La lógica calcula la adherencia instantánea exacta a partir del comportamiento de las ruedas. En efecto, cada tipo de adherencia conduce a unos valores de aceleración y de deceleración que son propios. Además, la lógica considera dos ámbitos de adherencia: baja (de hielo a nieve) y alta (de suelo mojado a suelo seco) que corresponden a unas estrategias de regulaciones diferentes.

Reconocimiento de las condiciones de rodaje: La lógica sabe adaptarse a un cierto número de condiciones de rodaje que es capaz de reconocer. Entre ellas citamos las principales:Viraje: Las curvas se detectan observando las diferencias de velocidades de las ruedas traseras (la rueda interior en un giro es menos rápida que la rueda exterior).Transición de adherencia (paso de alta adherencia a baja adherencia o a la inversa): los deslizamientos de las ruedas, aceleraciones y deceleraciones se toman en cuenta para reconocer esta situación.Asimétrica (dos ruedas de un mismo lado sobre alta adherencia y el otro sobre baja adherencia): los deslizamientos de las ruedas de un mismo lado se comparan con los deslizamientos de las ruedas del otro lado.

Ordenes de regulación: la intervención decidida por la lógica se traduce en unas órdenes eléctricas enviadas a las electroválvulas y al grupo motor-bomba, según el cuadro siguiente:

Electroválvulade admisión

Electroválvulade escape

Motor-bomba

- Subida de presión- Mantenimiento presión - Bajada de presión- Subida de presión tras la bajada

0 1 1 0

0 0 1 0

0 0* 1 1

Sin regulaciónCon regulaciónCon regulaciónCon regulación

0 - No alimentada con tensión1 - Alimentada con tensión

* - Durante el primer mantenimiento, la bomba no funciona (0). Durante los mantenimientos siguientes, la bomba funciona (1).

Las informaciones medidas por los captadores de rueda transformadas eléctricamente son tratadas en paralelo mediante dos microcomputadores (microprocesadores). En caso de desigualdad en las informaciones recibidas, el calculador reconoce un fallo y


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se inicializa un proceso de regulación del sistema ABS. Tras la amplificación, las señales de salida aseguran la activación de las electroválvulas y el motor-bomba.

El calculador trabaja según el principio de la redundancia simétrica; los dos microcomputadores son diferentes, tratan la misma información y utilizan un mecanismo de cambio de información jerarquizada para comunicar. Cada microcomputador está programado con unos algoritmos de cálculo diferentes. En caso de no conformidad de las señales tratadas, en caso de avería o fallo en la instalación, el calculador limita el funcionamiento de los sistemas según un proceso apropiado. El fallo es señalado por un testigo en el cuadro de instrumentos y puede ser interpretado mediante un útil de diagnostico. Dado el avance de la electrónica el calculador cada vez es mayor su capacidad para auto diagnosticarse los fallos en el sistema ABS.

7.Módulo de control del sistema de frenos antiblocantes (ABSCM):

• Calcula y determina las condiciones de las ruedas y de la carrocería en función de las velocidades de las ruedas, y efectúa una decisión acorde a la situación actual para controlar la unidad hidráulica.

• En el modo de operación de ABS, el módulo envía una señal de control cooperativa al módulo de control de la transmisión automática. (Sólo vehículos con A/T).• Al girar el interruptor de encendido a la posición ON, el módulo efectúa un autodiagnóstico, si detecta alguna condición anormal, desconecta el sistema.

7.1.Relé de la válvula:

Actúa como interruptor de alimentación de la válvula de solenoide y de la bobina del relé del motor, como respuesta a una instrucción recibida del ABSCM. El relé de la válvula también constituye uno de los circuitos de mando duplicados de el piloto de ABS.

7.2.- Relé del motor:

Sirve como interruptor de alimentación del motor de la bomba, como respuesta a una instrucción recibida del ABSCM.

Interruptor de la luz de parada:

Informa al ABSCM si se está pisando o no el pedal del freno como condición para determinar la operación del ABS.

7.3.Piloto de ABS:

Alerta al conductor que hay una anomalía en el ABS. Estando conectados el conector de diagnóstico y el terminal de diagnóstico, la luz destella para indicar los códigos de averías como respuesta a una instrucción recibida del ABSCM.

7.4.Módulo de control de la transmisión automática (TCM) (Sólo vehículos con A/T):


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Proporciona los controles para los cambios (fijando la velocidad en 3a o cambiando las características de transmisión entre las ruedas delanteras y traseras en un vehículo 4WD) como respuesta a una instrucción recibida del ABSCM.

8. Los nuevos sistemas de frenado:

Mucho ha llovido desde que el ABS (AntilockBrakingSystem) revolucionara el mundo del automóvil. Por vez primera un sistema electrónico era capaz de actuar más allá del conductor, regulando la frenada para evitar el bloqueo de las ruedas y manteniendo la dirección. Desde entonces, este sistema se ha ido perfeccionando dando lugar a nuevos modelos aún más seguros: el asistente de frenada de emergencia BAS, el repartidor de frenada electrónico EBV (EBD) o los frenos direccionales SERVOTRONIC.

8.1.BAS BrakeAssistSystem

A la sombra de los más conocidos por todos, frenos ABS, el BAS (BrakeAssistSystem) juega un papel fundamental para que los sistemas ABS de hoy en día presenten un comportamiento tan efectivo.

El encargado de desarrollarlo e implantarlo fue Mercedes-Benz durante la década de los noventa. Todo comenzó cuando la marca alemana detectó un error común al 90% de los conductores de realizaron una frenada de emergencia en un simulador de prueba.

En esta frenada, los conductores comenzaban frenando sin emplear toda la capacidad de frenado del sistema, y a medida que el obstáculo estaba más cerca, el conductor comenzaba a aumentar la presión sobre el pedal de freno de forma instintiva, hasta detener el vehículo o colisionar.

El BAS nace con el objetivo de solventar este fallo en frenada, detectando cuando estamos realizando una frenada de emergencia. Esta será interpretada como tal cuando los sensores detectan que levantamos el pie del acelerador de forma rápida, y pisamos en un periodo de tiempo más corto de lo normal el pedal del freno ejerciendo una presión mayor que la requerida para la mayoría de las frenadas habituales.Ante esta situación, el BAS aplica al sistema de frenos la máxima potencia, equivalente a pisar con toda la fuerza posible desde el comienzo de la frenada. El sistema sólo tiene sentido combinado con los frenos ABS, ya que de no ser así, lo único que se conseguiría sería bloquear automáticamente las ruedas, y la frenada sería totalmente ineficiente.

Pero todo sistema debe actualizarse, y por ello Mercedes ha comenzado a emplear el pasado año el BAS Plus en su Clase S. Este sistema emplea un radar que calcula la distancia a otros vehículos, indicando con un testigo en el cuadro de instrumentación que estamos lo suficientemente cerca del vehículo que va delante nuestra como para no poder detener el coche a la velocidad que circulamos. Además, de requerirse una frenada de emergencia, BAS Plus ya tiene calculado de antemano cual será la presión necesaria para una frenada óptima, por lo que cuando pisemos el pedal de freno, aplicará esta presión automáticamente a nuestro sistema de frenos, aunque por error lo pisemos sólo de forma débil


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8.2.SERVOTRONIC

Un nuevo sistema de frenado direccional que se activa al frenar en las curvas. Cuar1do detecta que las ruedas de un lado giran menos en una curva y hacia dónde se está girando, frena más las ruedas de uno de los lados para conseguir dar un efecto direccional y compensar la inercia del peso v la velocidad.

8.3. EBV (EBD):

Especialmente en vehículos de tracción delantera, el ABS trabaja en combinación con la distribución electrónica de la fuerza de frenado (EBV), que garantiza una óptima presión de frenado en las ruedas traseras. Al frenar a fondo, en los vehículos de tracción delantera las ruedas traseras tienden a perder adherencia, por lo que el sistema EBV transmite en tal caso una presión de frenado menor (mayor, en caso de frenar normalmente) al eje trasero.Con el vehículo cargado se transfiere a las ruedas traseras una presión de frenado aún mayor, lo que se traduce en un mejor aprovechamiento de la fuerza de frenado del eje trasero, mayor efectividad y un desgaste más homogéneo de las balatas.En situaciones de emergencia, la mayoría de los conductores cometen dos errores típicos al frenar: pisan el freno con demasiada suavidad o comienzan a frenar con precaución, aumentando la presión a medida que el peligro se acerca. Todo ello alarga innecesariamente el recorrido de frenado, porque el ABS no entra en acción o bien lo hace demasiado tarde.


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8.5.ETS:

Sistema de reacción regulado electrónicamenteAntes, cuando se producían problemas de tracción se recurría al diferencial de bloqueo automático (ASD) en el que el efecto bloqueante se genera en los discos del diferencial o bien, a la tracción total.Hoy en día se encomienda esta tarea a dos sistemas avanzados: el sistema electrónico de tracción (ETS) o el sistema de tracción antideslizante (ASR).El sistema electrónico de tracción (ETS) garantiza una máxima tracción al arrancar o al acelerar, incluso en situaciones extremas. Sin intervenir en el sistema de gestión del motor, se aplican los frenos de forma selectiva sobre las ruedas motrices.Al igual que en el ABS, los sensores de las ruedas informan sobre la velocidad de giro de las mismas. Si una de las ruedas motrices empieza a girar en vacío, el ETS incrementa la presión de frenado sobre la rueda en cuestión y la frena instantáneamente.El momento de frenado generado en la rueda que tiende a patinar se transmite inmediatamente en forma de par de accionamiento a la rueda con mejor adherencia. Cuando se normaliza el par de giro se deja de aplicar la presión de frenado.De este modo, la rueda se mantiene siempre en el margen más favorable de tracción y el vehículo conserva su trayectoria.Esta intervención sobre los frenos se puede efectuar al arrancar en un camino con diferente adherencia, actuando como un bloqueo de diferencial.

8.6.- Control de tracción (TCS, ASC+T, ASR, EDS....):

El control de tracción tiene varias siglas para designar una misma función. Con sistemas distintos, la finalidad siempre es la misma: evitar el deslizamiento de las ruedas motrices en el momento de acelerar.

El sistema EDS utiliza la instalación de freno y aprovecha el sistema ABS para su funcionamiento. Estos sistemas buscan la mejor motricidad del vehículo para evitar el patinado de los neumáticos sobre firme deslizante o bajo una fuerte aceleración, comportándose el sistema EDS como un diferencial autoblocante.El control de tracción, al igual que el control de estabilidad ESP, se sirven de los sensores del antibloqueo de frenos para funcionar. Pero a diferencia del segundo sistema, los controles de tracción sólo evitan que se produzcan pérdidas de motricidad por exceso de aceleración, y no son capaces de recuperar la trayectoria del vehículo en caso de excesivo su viraje o sobre viraje. Los hay que sólo actúan sobre el motor (ASR Anti Slip Regulation), reduciendo la potencia, aunque el conductor mantenga el acelerador pisado a fondo, (ya sea mediante el control del encendido, la inyección o, en algunos casos, incluso desconectando momentáneamente algún cilindro). Otros


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actúan sobre los frenos (EDS), a modo de diferencial autoblocante, pues frenan la rueda que patina para que llegue la potencia a la que tiene más adherencia. También hay sistemas de control de tracción que combinan la actuación sobre motor y frenos, denominandose también ASR o EDS según sea el fabricante del vehículo.

El diferencial en la transmisión del vehículo se usa para compensar como su propio nombre indica la diferencia entre el nº de revoluciones entre las ruedas motrices de un mismo eje. El funcionamiento del diferencial se nota sobre todo en las curvas, evitando deslizamientos laterales del neumático (debido a la tracción), pero el problema viene debido a su concepción ya que no es un sistema apropiado para un reparto de fuerza motriz correcto en fase de aceleración sobre firme deslizante. El diferencial provocaría que la rueda que patina reciba toda la fuerza motriz, mientras que a la rueda que puede traccionar se le elimina casi por completo esta fuerza. La consecuencia de esto es el deslizamiento de una de las ruedas a gran velocidad mientras que la otra rueda, la que puede traccionar, se queda parada. Si las dos ruedas motrices de un vehículo giran a la misma velocidad, el reparto de fuerza motriz es el mismo con lo que la tracción es muy favorable. Conseguir igualar la velocidad de ambas ruedas motrices es el objetivo del sistema de control de tracción.


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Este sistema recibe también el nombre de T.C.S. cuando se monta en vehículos

equipados con un sistema ABSTeves MK II.

El E.D.S. utiliza la inmensa mayoría de los elementos originales del ABS y sólo necesita unos cuantos elementos adicionales:

Bloque de electroválvulas adicionales TC Preso contacto de seguridad en la cámara de amplificación Testigos de TCS y TCS CONTROL Central de control simultáneo del EDS y del ABS.

El objetivo del EDS es conseguir igualar la velocidad de giro de las dos ruedas motrices. Cuando una rueda gira a más velocidad que su contraria, los sensores de rueda (comunes para el ABS y el EDS) informan de tal situación. La centralita elabora el siguiente proceso de funcionamiento:

Activa una electroválvula TC para comunicar la alta presión del sistema con la electroválvula principal del A.B.S.

Activa la electroválvula principal, para tener alta tensión en las pinzas a través de los retenes de bomba de freno convencional.

Cierra la electroválvula de admisión de la rueda que no quiere frenar para evitar la llegada del líquido hasta su pinza.

La alta presión llega hasta la pinza de la rueda que patina y ésta se frena. Al igualar su giro con la otra rueda, se libera la presión de frenado para evitar una disminución de velocidad excesiva. El proceso se repite desde el principio para conseguir igualar la velocidad de giro de las dos ruedas.

Hay dos válvulas:

Normalmente abierta: permite la llegada de alta presión desde el conjunto bomba-acumulador hasta la válvula principal. Esto sucede en las fases de frenado convencional y con ABS, al igual que en un sistema ABS normal sin control de tracción. Se cierra cuando entra el ABS para evitar la llegada de alta presión hasta la cámara de amplificación.

Normalmente cerrada: sólo se abre en funcionamiento EDS para comunicar alta presión a la válvula principal sin que esta presión pase por la cámara de amplificación.

En el bloque TC llevamos un preso contacto, su misión es detectar la llegada de presión a la cámara de amplificación durante el funcionamiento del EDS. La llegada de alta presión a la cámara de amplificación significa que el conductor ha pisado el freno


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y por lo tanto el E.D.S. se debe desconectar. El sistema de frenadoes preferente sobre el control de tracción. El preso contacto completa la función de detección de frenado que realiza el interruptor del pedal de freno como medida adicional de seguridad.

En el cuadro de instrumentación se utilizan cuatro testigos relacionados con el ABS/EDS.:

Testigo ALERTA FRENO: bajo nivel de líquido a baja presión. Testigo ABS: indica el test del sistema a la puesta en contacto. Su iluminación

en marcha indica avería del sistema antibloqueo de frenos. Testigo EDS: se enciende cuando el sistema anti patinado entra en

funcionamiento. Es normal que se encienda cuando se acelera bruscamente sobre firme deslizante para indicar al conductor que el sistema funciona correctamente.

Testigo EDS CONTROL: se enciende cuando existe una avería en el control de tracción.

El sistema EDS se ve complementado con el control del funcionamiento del motor del vehículo mediante el E.T.S. o mariposa electrónica. El E.T.S. aísla al acelerador del vehículo del mando sobre la mariposa de gases. Esta mariposa es gobernada por un servomotor controlado por una unidad de control. Cuando el conductor pisa pedal del acelerador, el movimiento es detectado por un potenciómetro que a su vez envía una señal eléctrica a la central para que desplace en consecuencia la mariposa. Este sistema es necesario porque el T.C.S. sólo puede igualar la velocidad de giro de las ruedas de un mismo eje. Si se trata de evitar que ambas ruedas patinen (mayor velocidad de ruedas delanteras con respecto a las traseras) el EDS no podrá lograrlo. Cuando ambas ruedas delanteras derrapan, el E.T.S. o mariposa electrónica entra en funcionamiento para recortar potencia al motor y evitar el deslizamiento. Se puede decir que el EDS busca igualar la velocidad de las ruedas motrices del mismo eje,mientras que el E.T.S. busca igualar la velocidad de giro del eje delantero respecto al trasero. Por supuesto el E.T.S. recibirá también información de los sensores de giro de rueda para poder detectar las diferencias de velocidad.Decir por último, que no hay posibilidad de provocar sobrecalentamientos peligrosos de las pastillas de freno bajo la acción del T.C.S. debido a que la central cortará el


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funcionamiento del anti patinado por encima de un determinado tiempo para evitar estos problemas.

En la fase de funcionamiento del EDS la presión de frenado no es generada por el conductor ya que no pisa el pedal de freno por lo que la bomba eléctrica situada en el hidrogrupo se encargara de generar la presión necesaria que se aplicará a la pinza de freno de la rueda que está patinando para frenar su velocidad.La entrada en funcionamiento de la bomba eléctrica provoca la creación de presión para el frenado. Las válvulas de presión diferencial reducen las presión creada por la bomba hasta unos 60 bares para evitar bloquear la rueda. Las válvulas E.D.S. están

activadas cortando la comunicación de freno hacia las ruedas traseras. El sistema E.D.S. dispone de un potenciómetro conectado a la membrana del servofreno que indica el recorrido del pedal de freno. La señal de este potenciómetro se utiliza para detectar frenado por parte del conductor. Con el potenciómetro también se consigue informar a la central de la intensidad con la que el conductor pisa el pedal.El detectar frenado a través de este potenciómetro también provoca la desconexión del E.D.S. si el sistema está en funcionamiento.

8.7.TRACS:

Traction Control System, (Control de tracción). Presenta una estructura y modo de funcionamiento similares a los del EDS.

8.8.ASR:

Mientras que la fórmula del ETS para mejorar la tracción consiste en aplicar los frenos, el ASR interviene además, en caso necesario, en el sistema de gestión del motor, ofreciendo una mayor estabilidad desde el arranque hasta la velocidad máxima.Este plus de seguridad se pone de manifiesto sobre todo en automóviles con motor de gran potencia: en caminos mojados o congelados, incluso a los conductores más experimentados les cuesta manejar el acelerador de forma tan precisa y rápida como lo hace el ASR.


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Cada rueda cuenta con un sensor que registra su velocidad de giro. Estos datos son analizados en la unidad de mando. Si el conductor pisa el acelerador con tanta fuerza que las ruedas motrices empiezan a girar en vacío, el ASR deduce que el par de accionamiento del motor es demasiado elevado. Con el acelerador electrónico se actúa sobre la mariposa de estrangulación en milésimas de segundo, con lo que automáticamente se reduce la aceleración (aunque el conductor esté pisando a fondo el acelerador). En caso de resbalamiento acusado de las ruedas, el sistema interviene además frenando una de las ruedas motrices o ambas simultáneamente (si la velocidad supera los 40 Km./h).El ASR utiliza 2 circuitos de regulación: el del equipo de frenos y el del motor. Además del efecto de frenado con regulación del resbalamiento del ABS, el ASR impide que las ruedas motrices giren en vacío y contribuye a estabilizar la trayectoria del vehículo independientemente de la velocidad al arrancar y acelerar, en curvas, con placas de hielo o al maniobrar bruscamente.


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