En este artículo hablamos de ayudas relacionadas con el ABS, empezando por el ABS.
La eficacia dinámica del automóvil se basa en múltiples factores técnicos, y los que afectan a la seguridad activa o primaria, cuyo objetivo es evitar que se produzca una colisión o situación crítica, son muchos de esos factores.
Lo más importante es que la adherencia entre neumáticos y suelo sea la mejor posible en cada circunstancia, si es así la suspensión, dirección y frenos podrá desarrollar sus funciones correctamente, manteniéndose los neumáticos en su círculo de adherencia de adherencia.
Si por cualquier causa al frenar, acelerar, girar la dirección o balancearse el automóvil se producen efectos que tal vez lleguen a alterar su respuesta o estabilidad es el conductor quién debe actuar para tratar de solucionar la situación, y no siempre puede, sabe o es factible.
Para ayudar al conductor en estos casos se fueron incorporando ayudas electrónicas de seguridad activa o primaria, y la primera y más trascendente ha sido el antibloqueo de ruedas por frenada, ABS.
Antes de iniciar el tema un comentario, las ayudas a la conducción facilitan la labor cuando se actúa sobre algún mando del automóvil; servodirección, servofreno, climatización automática … y las ayudas avanzadas, ADAS, pueden intervenir sobre los mandos del automóvil si el conductor no lo hace o no es lo adecuado.
Ayudas relacionadas con el ABS, sistemas de seguridad activa o primaria
Los frenos tienen gran influencia en la seguridad activa o primaria, sobre todo en situaciones críticas, por riesgo de accidente, estado del piso o algún otro factor, entre estos las reacciones del conductor según su experiencia o si se altera su comportamiento.
Como introducción, presentamos una diapositiva con imágenes y textos que facilitan seguir el contenido de lo que se va a ver después.
Los sistemas que se van a explicar, derivados del ABS (ABS +), son estos.
En los textos de la dispositiva tienes el resumen de sus funciones:
Deslizamiento límite de ruedas
- Las ruedas pierden adherencia que afecta a la capacidad direccional con más del 20% de deslizamiento, que es la alteración del recorrido en el suelo por una vuelta completa comparado con su circunferencia, más recorrido si se bloquean por frenada y menos si es por aceleración
Antibloqueo de ruedas por frenada ABS
- Impide que las ruedas deslicen más del 20% en frenada
- Su testigo se apaga unos segundos después de poner el contacto, si se enciende en marcha indica fallo
Regulador electrónico de frenada trasera ReFT
- En los inicios del ABS en el automóvil, su frecuencia de actuación sobre los frenos era de ± 5 veces por segundo, y permitía que las ruedas se bloqueasen parcialmente (algo más del 20%), aun así las delanteras podían mantener capacidad direccional con más o menos eficacia
- Pero en las traseras estos mini bloqueos inducían súbitas alteraciones de trayectoria, no excesivas pero que podían asustar al conductor, por lo que se mantuvo en principio el regulador mecánico de frenada trasera
- Cuando la frecuencia de actuación del ABS en los frenos llegó a más de 15 veces por segundo los mini bloqueos eran imperceptibles, y desapareció el regulador mecánico de frenada trasera encargándose el ABS de todas las ruedas
Potenciador de frenada de emergencia PFE
- Los efectos de pánico en el conductor en frenadas de emergencia pueden alterar su actuación sobre el pedal de freno, pisando con menos fuerza, o soltándolo ligeramente tras haberlo pisado
- Son reacciones inevitables que compensa el PFE, manteniendo la máxima frenada hasta que se suelte totalmente el pedal de freno
Acelerador electrónico del motor AeM
- El conductor actúa sobre el pedal del acelerador, pero es un control electrónico el que realiza las variaciones sobre el motor de la forma más adecuada a cada situación, generalmente haciendo que sean más progresivos y uniformes los efectos de aceleración o deceleración en actuaciones bruscas
Control de frenada en curva CFC
- Al frenar en curva se altera el comportamiento del automóvil, que podría salirse de la trayectoria
- Este sistema hace que frenen más y antes las ruedas exteriores, lo que induce fuerzas opuestas a la posible pérdida de trayectoria
Control de estabilidad y trayectoria en curva CETC
- Si en curva el coche se sale de su trayectoria, este sistema trata de mantenerla actuando sobre el acelerador electrónico y frenos de las ruedas
- Su testigo parpadea al actuar el CETC y queda encendido si se desconecta o hay fallo si no se ha hecho, suele ser el mismo testigo que el del CTA
Control de tracción en aceleración CTA
- Si la fuerza motriz es superior a la adherencia, las ruedas (motrices) deslizan girando sobre si mismas, este sistema decelera el motor y frena intermitentemente las ruedas motrices que deslizan para mantener la trayectoria y poder avanzar
- Su testigo parpadea al actuar el CTA y queda encendido si se desconecta o hay fallo si no se ha hecho, suele ser el mismo testigo que el del CETC
Control de retención motor CRM
- Al hacer una reducción con la caja de cambios las ruedas motrices tal vez disminuyan tanto su velocidad que podrían llegar a deslizar y perder la trayectoria el automóvil, este sistema acelera el motor lo suficiente para mantener los efectos de reducción que permita la adherencia disponible
Además en la imagen se identifican estos otros elementos implicados:
- Delante y detrás los dos coches tienen discos y se ven también las pinzas
- En la imagen inferior los discos delanteros son ventilados:
- Pedal de frenos con sensor de frenada (SF)
- Servofreno con el potenciador de frenada
- Bomba de frenos; es para circuitos independientes en diagonal (“X”)
- Conjunto del ABS con el distribuidor electrohidráulico y control electrónico del ABS +
- Control electrónico del motor y acelerador electrónico (AeM)
- Información de ángulo de giro del volante (IgV)
- Información de velocidad de ruedas (IvR); indica el valor del % de deslizamiento
- Información de trayectoria real (ItR); al comparar la trayectoria real con la indicada por el volante (ItV) el CETC detecta si hay alteraciones para actuar tratando de mantener la trayectoria correcta
En este enlace, al Módulo 12. Frenos y sus derivados de uno de nuestros cursos, tienes información adicional sobre los temas de este artículo.
Tres situaciones de frenada fuerte o de emergencia en recta
Se van a ver tres posibilidades y como intervienen los elementos integrados en el ABS+.
1.- Frenada fuerte en recta con pérdida de adherencia detrás (ReFT)
- Al no deslizar las ruedas delanteras + del 20%, están en 5%, no interviene el ABS
- Sin embargo las traseras por el aligeramiento de peso y estado del piso superarían el 20%, el ReFT lo evita manteniéndolo en este caso en el 19%
Ya sabemos que el ReFT llegó cuando la frecuencia de actuación del ABS permite el control efectivo del deslizamiento de las ruedas traseras (+ 15 veces por segundo).
2.- Conductor experto; frenada de emergencia en recta con pérdida de adherencia delante y detrás (ABS y ReFT)
- Las cuatro ruedas superarían el 20% del deslizamiento, el ABS y el ReFT lo mantienen en este caso en un 18% delante y 16% detrás
- El conductor experto controla sus reacciones manteniendo pisado a fondo el pedal de freno aunque no se pueda evitar la colisión
- Si es posible gira el volante para tratar de evitar el accidente, pues las ruedas delanteras mantienen capacidad direccional al seguir girando por el 18% de deslizamiento
- El testigo del ABS ha de permanecer apagado, si se enciende informa de algún incidente relacionado
3-1 y 3-2.- Frenada de emergencia en recta con pérdida de adherencia delante y detrás y el conductor se asusta (ABS, ReFT y PFE)
3/1
- Al frenar a fondo el ABS y ReFT mantienen el deslizamiento del las ruedas en 19% delante y 16% detrás, pero si por los efectos del pánico el conductor suelta ligeramente el pedal de freno, al reducirse la frenada el coche avanza más, con los riesgos que conlleva
- Este efecto pánico también puede hacer que no se pise con toda la energía necesaria el pedal de freno, lo que reduce la capacidad de frenada, ¿qué hacer pues estas actuaciones de pánico son inevitables?
3/2
- Al detectarse, por brusca deceleración y rápida actuación sobre el pedal de freno la emergencia, el potenciador de frenada de emergencia PFE hace que el freno actúe con toda su eficacia ABS y ReFT (deslizamiento delante 19% y 16% detrás), y la mantiene hasta que se libere totalmente el pedal de freno, aunque el conductor lo suelte ligeramente o no lo haya pisado a fondo
4.- Trazado de curva acelerando con pérdida de adherencia (CETC)
Las curvas son unas de las situaciones más críticas para la estabilidad, por lo que contar con algún sistema que ayude a mantener la trayectoria aporta gran valor a la seguridad activa o primaria.
Vemos en las imágenes como actúa este sistema, control de estabilidad y trayectoria en curva CETC, en caso de sobreviraje y subviraje:
- En las imágenes se representan dos pérdidas de trayectoria en curva, sobreviraje en la 4/1 (deslizamiento de las ruedas traseras) y subviraje en la 4/2 (deslizamiento de las ruedas delanteras), y se resaltan las actuaciones del control de estabilidad y trayectoria en curva CETC
- Se decelera el motor y se frena intermitentemente la rueda (o ruedas) que permiten mantener o recuperar la trayectoria correcta
- El testigo del CETC, habitualmente compartido con el del CTA, parpadea cuando entra en acción y queda encendido si se desconecta o hay algún fallo
5.- Frenada en curva (CFC)
Frenar en curva puede conllevar salirse de la trayectoria correcta, incluso ser la causa, ya que sin haberlo hecho es probable que el automóvil siguiese su trayectoria sin problemas, pero es una reacción del conductor si considera que va más rápido de lo que debería, o que puede controlar:
- En la imagen 5/1 el conductor frena y provoca la pérdida de trayectoria, que habitualmente es sobreviraje
- La imagen 5/2 representa la actuación del control de frenada en curva CFC, consiste en que las ruedas exteriores frenen más que las interiores, incluso antes, para tratar de crear la tendencia opuesta a la posible pérdida de trayectoria por frenar en curva, lo que evita salirse de la trayectoria o reducir la tendencia, en este caso sobreviraje, que es lo más habitual
- Si la frenada en curva es demasiado intensa puede que incluso con CFC no se llegue a evitar la pérdida de trayectoria, entonces interviene el CET, como se representa en la imagen 5/3
6.- Aceleración con pérdida de adherencia en las ruedas motrices (CTA)
Es un automóvil con motor longitudinal delantero y propulsión (tracción trasera):
- Si se acelera con más par motor del que admite la adherencia con el suelo de las ruedas motrices estas deslizan, el coche no avanza o poco y hay pérdida de trayectoria
- Para tratar de corregirlo el control de tracción en aceleración CTA hace que decelere el motor y se frene intermitentemente la rueda o ruedas motrices que deslizan, lo que permite que se desplace el automóvil correctamente
- En la imagen se ve como la rueda motriz afectada se mantiene en un 19% de deslizamiento
- El testigo del CTA, habitualmente compartido con el CETC, parpadea cuando actúa y queda encendido al desconectar el CTA o si hay fallo
- La desconexión del CTA es necesaria para circular con cadenas de nieve y en alguna situaciones muy concretas de baja adherencia para iniciar la marcha
7.- Reducción de relación de caja de cambios en recta con tendencia a pérdida de adherencia de las ruedas motrices (CRM)
Se representa un pickup con motor longitudinal delantero y propulsión (tracción trasera) sin carga, por lo que hay poco peso sobre las ruedas motrices:
- Al hacer una fuerte retención con la caja de cambios, las ruedas motrices traseras reducen mucho su velocidad, lo que puede hacer que deslicen más del 20%, se representa 24%
- La actuación del control de retención motor CRM hace que se acelere el motor ligeramente, lo justo para evitar superar el 20% de deslizamiento, se ve 19%, y así contar con la mayor capacidad de reducción posible según la adherencia
- En caso de que aún con la intervención del CRM en retención haya pérdida de trayectoria entraría en acción el CETC
Los sistemas electrónicos de ayuda a la conducción de seguridad activa o primaria se engloban en el ABS, que va contando con más capacidad de actuación, incluso actúan de forma combinada pudiendo anticiparse al detectar alteraciones en las inercias del automóvil.
Además de los sistemas que hemos visto hay otras tecnologías implicadas en el comportamiento dinámico del automóvil, que puedes ve en este cuadro de actuaciones.
En este artículo en tres partes tienes más información del ABS y sus derivados; parte 1, parte 2 y parte 3.
