Sistema de frenos ABS y estabilidad ESP

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Universidad Estatal de Cuenca Sistemas ABS y ESP 1 ResumenEn este documento se analiza el funcionamiento de los sistemas de control de frenos ABS y de estabilidad ESP o ESC, así como las prestaciones y ventajas que tienen los vehículos equipados con estos sistemas. I. INTRODUCCIÓN Actualmente el uso de vehículos es muy común, además existe una gran variedad de ellos en el mercado, por esta razón la industria automovilística se renueva a pasos agigantados realizando mejoras de sus productos. La mayoría de estas mejoras están dirigidas al campo de la seguridad activa debido a que está directamente relacionada con el conductor; y garantizar su integridad, agregando un valor importante al vehículo. Hoy en día los conductores buscan un auto que garantica su seguridad y la de sus ocupantes, para satisfacer este requerimiento es necesario explotar al máximo la seguridad activa. La seguridad activa en un automóvil se define como el “conjunto de mecanismos o dispositivos destinados a disminuir el riego de que se produzca un accidente”. Así un sistema de frenos eficaces, una dirección precisa o un motor con buena capacidad de respuesta son factores que intervienen en la seguridad activa. El objetivo de este tipo de sistemas es disminuir el número de accidentes en la carretera equipando al vehículo con sistemas específicos como: frenado (ABS), control de transmisión y rodaje (ASR), control de estabilidad inteligente (ESP), etc. II. SISTEMAS DE CONTROL ABS Y ESP EN LOS VEHÍCULOS A. Control de Frenos ABS El ABS (Antilock Break System) es un elemento adicional al circuito de frenos convencional, si en una frenada el esfuerzo generado es superior al agarre del neumático con la superficie del suelo, se produce el bloqueo de la rueda, este efecto produce que se pierda estabilidad y manejabilidad del vehículo. Figura 1: Relación entre la fuerza de frenado y la manejabilidad del vehículo. Un sistema antibloqueo está diseñado para que su actuación comience cuando el neumático se encuentra alrededor del 20% de resbalamiento con el suelo, esto es debido, a que en estas condiciones, la fuerza de frenada como la manejabilidad y estabilidad del vehículo se encuentran en un alto valor consiguiendo un buen control del vehículo. El ABS es una combinación de sistemas electrónicos e hidráulicos para modular la presión en los frenos individualmente, consiste en sensores de velocidad en las ruedas, una unidad de control hidráulica (HCU) y una unidad de control electrónico (ECU). Durante la aplicación de los frenos, los sensores miden la velocidad de rotación de las ruedas y envían la información a la ECU. Si la ECU determina que una de las ruedas está desacelerando en una proporción mayor que otra (indicando que el freno está por bloquearse) la ECU indica a las electroválvulas en la HCU que se abran para liberar la presión hidráulica del freno hasta que la Sebastián Abril Vera Escuela de Electrónica y Telecomunicaciones Universidad Estatal de Cuenca Cuenca-Ecuador Sistemas de Control ABS y ESP para Vehículos

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En este documento se analiza el funcionamiento de los sistemas de control de frenos ABS y de estabilidad ESP o ESC, así como las prestaciones y ventajas que tienen los vehículos equipados con estos sistemas.

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Sistemas ABS y ESP

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Resumen—En este documento se analiza el funcionamiento

de los sistemas de control de frenos ABS y de estabilidad ESP o

ESC, así como las prestaciones y ventajas que tienen los

vehículos equipados con estos sistemas.

I. INTRODUCCIÓN

Actualmente el uso de vehículos es muy común,

además existe una gran variedad de ellos en el mercado,

por esta razón la industria automovilística se renueva a

pasos agigantados realizando mejoras de sus productos.

La mayoría de estas mejoras están dirigidas al campo de

la seguridad activa debido a que está directamente

relacionada con el conductor; y garantizar su integridad,

agregando un valor importante al vehículo. Hoy en día

los conductores buscan un auto que garantica su

seguridad y la de sus ocupantes, para satisfacer este

requerimiento es necesario explotar al máximo la

seguridad activa.

La seguridad activa en un automóvil se define como

el “conjunto de mecanismos o dispositivos destinados a

disminuir el riego de que se produzca un accidente”. Así

un sistema de frenos eficaces, una dirección precisa o un

motor con buena capacidad de respuesta son factores que

intervienen en la seguridad activa.

El objetivo de este tipo de sistemas es disminuir el

número de accidentes en la carretera equipando al

vehículo con sistemas específicos como: frenado (ABS),

control de transmisión y rodaje (ASR), control de

estabilidad inteligente (ESP), etc.

II. SISTEMAS DE CONTROL ABS Y ESP EN LOS

VEHÍCULOS

A. Control de Frenos ABS

El ABS (Antilock Break System) es un elemento

adicional al circuito de frenos convencional, si en una

frenada el esfuerzo generado es superior al agarre del

neumático con la superficie del suelo, se produce el

bloqueo de la rueda, este efecto produce que se pierda

estabilidad y manejabilidad del vehículo.

Figura 1: Relación entre la fuerza de frenado y la manejabilidad

del vehículo.

Un sistema antibloqueo está diseñado para que su

actuación comience cuando el neumático se encuentra

alrededor del 20% de resbalamiento con el suelo, esto es

debido, a que en estas condiciones, la fuerza de frenada

como la manejabilidad y estabilidad del vehículo se

encuentran en un alto valor consiguiendo un buen

control del vehículo.

El ABS es una combinación de sistemas electrónicos e

hidráulicos para modular la presión en los frenos

individualmente, consiste en sensores de velocidad en

las ruedas, una unidad de control hidráulica (HCU) y una

unidad de control electrónico (ECU). Durante la

aplicación de los frenos, los sensores miden la velocidad

de rotación de las ruedas y envían la información a la

ECU.

Si la ECU determina que una de las ruedas está

desacelerando en una proporción mayor que otra

(indicando que el freno está por bloquearse) la ECU

indica a las electroválvulas en la HCU que se abran para

liberar la presión hidráulica del freno hasta que la

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velocidad de rotación de la rueda discontinua se

empareje con las demás. Por ejemplo, el ABS

respondería de esta manera cuando las ruedas del

vehículo se encuentren sobre diferentes superficies.

Durante una frenada si la ECU recibe la información

de una desaceleración normal a través de los sensores en

las ruedas, sin riesgo de bloqueo en ninguna de las

ruedas, la ECU no alimentara las electroválvulas en la

HCU permitiendo que el conductor controle la presión

de frenado.

Fase de aumento de la presión: La presión es

transmitida a las canalizaciones hasta las

electroválvulas de la HCU, por estar estas abiertas, la

presión es transmitida hacia el sistema de frenos

aumentando la frenada proporcionalmente a la

presión ejercida en el pedal. Si el ABS no entra en

funcionamiento se trata de un sistema de frenos

convencional.

Fase de mantenimiento de la presión: Si la ECU

reconoce el principio de bloqueo de una o varias

ruedas, la ECU indicara a HCU que debe mantener la

presión en la rueda, para ello acciona una

electroválvula que boquea el circuito de presión de

frenado de la rueda manteniéndose constante. Si en

esta fase la rueda se desbloquea, la ECU indicara a la

HCU que desbloquee el circuito de presión,

volviéndose a controlar la presión del freno por el

conductor.

Fase de disminución de presión: Si por lo contrario,

a pesar de que actué la fase de mantenimiento de la

presión, la rueda sigue bloqueada, la ECU le indica a

la HCU que disminuya la presión en el circuito hasta

que la rueda se desbloquee, volviéndose a controlar la

presión del freno por el conductor retomando la fase

de aumento de la presión. Este ciclo se realiza hasta

que el vehículo se halla detenido.

B. Control de Estabilidad ESP

El ESP (Electronic Stability Program) es una función

del ABS y brinda un sistema de estabilidad inteligente.

El principio de funcionamiento consiste en comparar la

trayectoria teórica, definida por el conductor, con la

trayectoria real, el resultado de la comparación es la

desviación del vehículo. Con este dato, la unidad de

control reconoce la situación del vehículo y determina si

es necesario o no activar la función ESP.

La unidad calcula la trayectoria teórica mediante el

ángulo de dirección y la velocidad de las ruedas, para

calcular el comportamiento efectivo necesita saber la

velocidad de viraje, la velocidad de las ruedas y la

aceleración transversal.

Figura 2: Funcionamiento del ESP en una situación de subviraje

y sobreviraje.

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Figura 3: Situación de subviraje y sobreviraje cuando no se encuentra activado el ESP.

La actuación de la función ESP modifica los pares de

viraje entorno al eje geométrico vertical mediante el

frenado selectivo de alguna de las ruedas para mantener

la trayectoria teórica (la deseada por el conductor).

La activación del ESP sólo se produce al circular

marcha adelante y se puede manifestar de dos formas:

Funcionamiento en subviraje: el sistema actúa

sobre los frenos de las ruedas interiores a la curva. La

rueda trasera interior se frena bruscamente lo que

provoca un deslizamiento, que provoca una reducción

de la fuerza de guiado lateral del eje trasero y la

fuerza centrífuga actúa girando la parte trasera. La

rueda delantera interior se frena con menor fuerza, y

la fuerza de frenado de esta transmite un par de giro

que ayuda al giro de la parte trasera. La actuación

sobre las dos ruedas hace que se corrija la trayectoria

del vehículo.

Funcionamiento en sobreviraje: el sistema actúa

sobre los frenos de las ruedas exteriores a la curva.

La rueda delantera exterior se somete a una fuerte

frenada, provocando que la rueda deslice y produzca

una fuerza lateral en el eje delantero. A la vez se

frena con menor fuerza sobre la rueda trasera exterior

lo que provoca reducción del momento de derrape. El

frenado de ambas ruedas provoca la estabilización del

vehículo y desviándolo a la trayectoria correcta.

Cuando funciona el sistema ESP se superponen las

regulaciones del ABS, puesto que se trabajan con

márgenes de deslizamiento mayores.

Además puede suceder que se produzcan continuos

subvirajes y sobrevirajes de forma seguida como, por

ejemplo, al superar un obstáculo en un carril de la

carretera. En estas situaciones la función ESP corrige

continuamente la trayectoria.

III. BENEFICIOS DE LOS CONTROLES ABS Y ESP

EN LOS VEHÍCULOS

Objetivo del ABS es la modulación independiente de

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la fuerza de frenado de cada rueda del vehículo. Al

impedir que las ruedas se bloqueen siembre se tiene el

control sobre la dirección del vehículo. Cuando los

neumáticos se bloquean y resbalan sobre la calzada la

fuerza de frenado disminuye, por lo tanto el ABS al no

dejar que las ruedas resbalen disminuye la distancia de

frenado considerablemente, aunque en terrenos con

nieve o gravilla la distancia de frenado puede ser mayor.

El uso del ESP es tan importante como el ABS,

aunque el ESP se vale del control de frenado de cada

rueda del ABS para cumplir sus funciones. El principal

beneficio del ESP es el control del vehículo en

situaciones de derrape, ya sea subviraje o sobreviraje.

IV. COMPONENTES DE LOS CONTROLES ABS Y

ESP

El control ESP es una función del control ABS por lo

que se sirve de los componentes del ABS para cumplir

sus funciones y de componentes específicos para el ESP.

Por lo tanto el sistema ABS y el ESP compartirán

algunos componentes incluyendo la ECU.

A. Unidad de Control Electrónico (ECU)

Cuando el sistema ABS está en funcionamiento, la

ECU se encarga de recibir la información de los sensores

de velocidad de rotación de las ruedas y en función de

estos parámetros controla la HCU.

Cuando el sistema ESP está en funcionamiento, la

ECU gestiona las funciones de este control, se debe

aclarar que las funciones del ABS se superponen a las

funciones del ESP.

B. Unidad de Control Hidráulico (ECU)

La HCU es la encargada de regular la presión en cada

una de las ruedas dependiente e independiente de la

presión que mande la bomba de frenos, esto dependerá

de las determinaciones que tome la ECU. Normalmente

esta contiene cuatro electroválvulas que controla la

presión de los frenos, esta disposición permite controlar

la fuerza de frenado de forma independiente en cada

rueda.

C. Conjunto de Sensores

La ECU se encarga de recibir la señal de diferentes

sensores para el funcionamiento de los controles ABS-

ESP. Entre los sensores más importantes utilizados por

el control ABS es el sensor de rotación de las ruedas

situados en cada una de estas. El control ESP emplea una

mayor cantidad de sensores, entre ellos se tiene el sensor

de rotación de la dirección, sensor de aceleración

transversal, sensor de aceleración longitudinal y sensor

de viraje del eje vertical del vehículo.

V. DIAGRAMA DE BLOQUES DE LOS CONTROLES

ABS Y ESP

Figura 4: Diagrama de bloques de un control ABS.

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Figura 5: Diagrama de bloques de un control ESP.

VI. ¿LOS SISTEMAS ABS Y ESP DEBEN

TRABAJAR EN CONJUNTO?

En realidad el sistema ESP es una función del sistema

ABS, de los diagramas de bloques de las figuras 4 y 5 se

puede observar que el ESP utiliza los mismos

componentes del ABS y otros más, si alguno de los

componentes de ESP fallara, posiblemente el ABS

podría seguir funcionando, pero si un componente del

ABS fallara el ESP quedaría inutilizable.

Para que el sistema ABS-ESP funcione de forma

correcta, las funciones del ABS deben superponerse a las

funciones del ESP.

En una situación de emergencia donde el vehículo está

por derrapar, el ESP determinara la rueda o ruedas que

deba frenar para corregir la dirección del vehículo; pero,

si la rueda o ruedas sobre la que está actuando el ESP

están por bloquearse el ABS lo corregirá. El trabajo

conjunto del ABS y el ESP permiten un control

constante de la manejabilidad y estabilidad del vehículo

en situaciones en las que sin estos controles podrían ser

catastróficas.

VII. DIAGRAMA DE BLOQUES DE UN CONTROL

ABS-ESP

Figura 6: Diagrama de bloques de un control ABS-ESP.

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Figura 7: Componentes importantes de un sistema ABS-ESP.

En la figura 6 se presenta el diagrama de bloques para

un sistema a doble lazo de control ABS-ESP, En el

diagrama se ha obviado las descripciones de cada bloque

puesto que estas ya se presentaron en las figuras 4 y 5.

VIII. DETALLES TÉCNICOS REFERENTE A LOS

COMPONENTES DE LOS CONTROLES ABS-ESP

A. Sensores

A.1 Sensor Goniométrico de Dirección

Está situado en la columna de dirección junto al

volante, formando una pieza única con el resorte en

espiral del airbag, tiene la función de medir el ángulo de

giro del volante. El sensor goniométrico de dirección

está formado por:

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Un disco codificado.

Cuatro fuentes de luz.

Cuatro sensores ópticos.

Un contador de vueltas.

Y una electrónica de control.

El disco codificado gira solidario a la columna de

dirección y tiene dos anillos con diferentes ventanas.

Dichas ventanas forman una codificación que permite a

la electrónica de control reconocer la posición exacta del

volante en cada instante.

Entre los dos anillos del disco codificado hay cuatro

fuentes de luz. A ambos lados de los anillos hay dos

sensores ópticos que exploran las ventanas del disco

codificado.

El contador de vueltas, de funcionamiento electrónico,

reconoce las vueltas completas del disco codificado. La

electrónica de control analiza los datos y los transforma

en mensajes que envía a la ECU del ABS-ESP por la

línea CAN-Bus.

El funcionamiento del sensor se basa en el principio de

la barrera luminosa, es decir, según sea la posición del

volante, el disco codificado permitirá el paso de la luz a

través de las ventanas, y los sensores ópticos producirán

o no una tensión, que será utilizada como señal.

El sensor óptico interior suministra una señal uniforme,

ya que el tamaño de las ventanas es siempre el mismo.

Mientras, el sensor óptico exterior produce una señal

de período variable (diferente duración de impulsos),

debido a que el tamaño de las ventanas varía.

Los sensores ópticos permiten conocer la posición del

volante en cada momento, pero no la vuelta en que se

encuentra. Para ello el contador de vueltas distingue el

número de vueltas completas que ha girado el volante.

La combinación de estos dos datos permitirá a la

electrónica de control reconocer el ángulo que ha girado

el volante. Es decir, podrá diferenciar si ha girado 90º

(un cuarto de vuelta) o 450º (una vuelta y cuarto).

A.2 Sensor de Aceleración Transversal

Está situado bajo la columna de dirección, en el lado

del túnel de la transmisión. Tiene la misión de detectar la

aceleración transversal del vehículo, o lo que es lo

mismo, la fuerza de guiado lateral de las ruedas, por lo

que debe respetarse su posición para evitar la medición

de otras aceleraciones.

Internamente consta de dos condensadores situados

uno detrás de otro, y una electrónica de control que

analiza la capacidad de los condensadores,

transformándola en una tensión.

Para funcionar correctamente necesita que la unidad de

control (ECU) lo alimente con 5V y GND.

Figura 8: Funcionamiento del sensor goniométrico de dirección.

Figura 9: Principio de funcionamiento del sensor de aceleración

transversal.

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Según sea la aceleración detectada envía ECU una

tensión entre 0V y 5 V. Si el valor es de 2.5V, indica que

no hay aceleraciones.

El sensor de aceleración transversal trabaja según un

principio capacitivo figura 9, es decir, la placa o

armadura central compartida por ambos condensadores

es móvil y se desplaza en función de la aceleración

transversal existente.

Cuando no hay aceleración transversal, la placa

intermedia permanece en reposo, siendo constante la

distancia entre las placas e iguales las capacidades de

ambos condensadores.

En el instante que interviene alguna aceleración

transversal, la distancia entre placas se modifica,

variando las capacidades y la tensión de la señal de

salida.

Figura 10: Sensor de aceleración transversal.

A.3 Sensor de Aceleración Longitudinal

Se monta en el pilar a derecho en un soporte propio y

tan sólo en aquellos vehículos con tracción total.

Figura 11: Sensor de aceleración longitudinal.

Tiene la función de reconocer las aceleraciones

longitudinales del vehículo, es decir, la aceleración en el

sentido de marcha, por lo que la posición de montaje es

crítica.

El hecho de montar este sensor sólo en vehículos con

tracción total se debe a que en determinadas condiciones

se pueden presentar diferencias de tracción entre las

ruedas delanteras y traseras o viceversa. Esto impide a la

unidad de control calcular con la suficiente exactitud la

aceleración y la velocidad teórica del vehículo, siendo

necesario usar el sensor.

El funcionamiento es idéntico al del transmisor de

aceleración transversal. Con la única diferencia que está

girado 90º respecto a dicho sensor.

A.4 Sensor de Magnitud de Viraje

Se monta bajo la columna de dirección, junto al sensor

de aceleración transversal, en un soporte común.

Detecta si el vehículo tiende a girar (derrapar) sobre su

eje vertical, a partir de los pares de viraje,

transformándolos en un valor denominado velocidad de

viraje º/s.

Por esta razón la posición de montaje es crítica, ya que

un mal montaje implica una señal errónea.

Está compuesto por una electrónica de control y un

sensor capaz de medir los giros sobre el eje vertical,

denominado diapasón doble, figura 12. El diapasón está

construido a partir de silicio monocristalino.

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Figura 12: Estructura del sensor de viraje (giroscopio electrónico de un solo eje).

Cuando el diapasón doble se torsional bajo el efecto de

los pares de viraje, la electrónica de control del sensor

detecta estas solicitaciones mecánicas y las transforma

en señales eléctricas.

Figura 13: Principio de funcionamiento del sensor de viraje.

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Esto requiere que el transmisor sea alimentado con 5V

y GND por la ECU, en tanto que la señal enviada del

transmisor a la ECU es una tensión que varía en función

del par de viraje entre 0 y 5V, dando un valor de 2.5V

cuando no hay ningún par de viraje aplicado.

Si se analiza el diapasón doble en detalle, figura 13, se

observa que consta de dos diapasones simples opuestos

entre sí y unidos por la base. Al diapasón superior se le

llama de excitación y al inferior de medición.

Están diseñados de tal forma que el diapasón de

excitación entra en resonancia al alcanzar una frecuencia

de 11 Khz, mientras que el diapasón de medición tiene la

frecuencia de resonancia a 11,33 Khz.

Cuando se alimenta el transmisor de magnitud de

viraje, la electrónica de control aplica una tensión alterna

en el diapasón doble, la cual provoca una oscilación

resonante (a 11 Khz) del diapasón de excitación,

mientras que en el diapasón de medición no.

Esta parte del diapasón que está en resonancia

reacciona más lentamente al producirse un giro sobre el

eje vertical del vehículo, de tal forma que mientras el

transmisor y el diapasón de medición giran con el

vehículo, el diapasón resonante gira con cierto retardo.

La diferencia de giro entra ambos diapasones produce

una torsión, la cual modifica el reparto de cargas del

conjunto. Hecho que genera una tensión que es

interpretada por la electrónica de control del sensor,

transformándola en una señal eléctrica que enviará a la

ECU.

A.5 Sensores de Revoluciones

Se trata de cuatro sensores inductivos utilizados por el

ABS, situados uno en cada rueda. La frecuencia de la

señal generada permite a la unidad de control conocer la

velocidad y aceleración de cada rueda.

Figura 14: Sensores de revoluciones de las ruedas.

Además de las funciones que cumplen en el ABS son

necesarios para la función del ESP.

B. Actuadores

B.1 Electroválvulas Hidráulicas (HCU)

Cada electroválvula está dividida en dos partes bien

diferenciadas, por un lado el solenoide, alojado en la

unidad de control, y por otro lado, el núcleo con la

mecánica respectiva en la unidad hidráulica.

Los solenoides son solidarios a la ECU, figura 15, el

conector de contactos mantiene comunicados los

componentes y señales externas con la unidad de control.

La parte mecánica de las válvulas es fija a la HCU.

Cuando se manipule la unidad hidráulica hay que prestar

cuidado en no dañar los núcleos y evitar que entre

suciedad en el circuito.

Concretamente, hay doce electroválvulas con las que

se pueden reproducir las funciones en la que es necesaria

la intervención de los frenos.

Las electroválvulas se dividen en:

Cuatro de admisión.

Cuatro de escape.

Dos antirretorno.

Dos de cebado.

Las electroválvulas de admisión participan en las

funciones que modifican la presión de frenado.

Las válvulas de escape intervienen en las funciones

que modifican la presión de frenado.

Las válvulas antirretorno evitan que, cuando la

electrobomba hidráulica genere presión, ésta se pierda si

se desvía líquido hacia el depósito.

Las válvulas de cebado regulan la llegada del líquido

de frenos del depósito al lado aspirante de la

electrobomba, cuando el pedal de freno no está pisado.

El buen funcionamiento hidráulico requiere que el

circuito hidráulico disponga, además de las

electroválvulas, de dos válvulas limitadoras, dos

amortiguadores hidráulicos y dos acumuladores de

presión. Unidos todos ellos por un entramado de

conductos, de tal forma que su configuración

corresponde a un doble circuito independiente.

Excitación

Cuando la lógica de la ECU determina la actuación de

una electroválvula, excita el solenoide correspondiente,

el cual genera un campo electromagnético que atrae al

núcleo de la válvula; como el núcleo es solidario con la

parte mecánica, la válvula cambia de estado.

La excitación de una u otra válvula depende de la

función que hay que reproducir en cada caso.

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Figura 15: Unidad de control hidráulico (HCU) sujeta a la unidad de control electrónico (ECU).

B.2 Electrobomba Hidráulica

Es solidaria a la unidad hidráulica (HCU), figura 15. Se

trata de una bomba de doble émbolo, accionada por un

motor eléctrico que es excitado directamente por la

unidad de control.

La electrobomba tiene la función de presurizar el

circuito.

La ECU vigila el estado de la electrobomba. Si no se

puede garantizar su funcionamiento, se desactivan las

funciones en las que participa (ABS-ESP) y se avisa al

conductor iluminando los indicadores para el ABS y

para el ESP.

Excitación

La excitación corre a cargo de la ECU a través de la

conducción eléctrica que atraviesa la unidad hidráulica.

B.3 Bomba Electromagnética de Frenado

Está en el servofreno y comparte conector con el

conmutador para la detección de la frenada. Al ser

excitada por la unidad de control, genera un campo

electromagnético. Dicho campo arrastra a un núcleo

ferromagnético que mueve un grupo de válvulas que

gestionan la entrada de presión atmosférica en la cámara

de presión.

De tal forma, que cuando a un lado de la membrana del

servofreno haya vacío y en el otro haya presión, se

desplazará la membrana y arrastrará consigo el émbolo

de la bomba de frenos.

Este desplazamiento genera una presión previa en el

lado aspirante de la electrobomba (unos 10 bares),

necesaria en la función ESP cuando el conductor no pisa

el freno. El resultado es la mejora en el rendimiento

aspirante de la electrobomba a bajas temperaturas, ya

que el líquido de frenos es más viscoso.

En caso de avería de la bobina electromagnética no se

puede activar la función ESP.

Excitación

La unidad de control excita con tensión de batería a la

bobina un máximo de 20 segundos, siempre que actúe el

ESP y no se pise el pedal de freno.

Si durante la regulación ESP se pisa el freno, la unidad

detecta un cambio de señal procedente del conmutador

para la detección de la frenada y corta la alimentación de

la bobina.

IX. FUNCIONES DE TRANSFERENCIA

A. Sensores de Aceleración Longitudinal y

Transversal

Tanto el sensor de aceleración longitudinal como el de

aceleración transversal funcionan de la misma forma,

por lo que entran funciones de transferencia iguales.

Estos sensores tienen un rango de funcionamiento de

±3g y una salida de voltaje de -2.5V y 2.5V

respectivamente, donde “g” es el valor de la gravedad

(9.81m/s2). La salida de estos dispositivos es lineal a la

aceleración aplicada.

)()( taktVac

Donde )(tVac es el voltaje de salida del acelerómetro,

)(ta es la aceleración y k una constante de

proporcionalidad.

kta

tVac )(

)(

k3

5.2

3

5.2)( sG

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B. Sensor de Viraje

Similar a los sensores de aceleración, se tiene un rango

de funcionamiento de ±200º/s y una salida de voltaje de

-2.5V y 2.5V respectivamente. La salida de este sensor

es proporcional a la velocidad de giro.

Este sensor no tiene como salida el ángulo de rotación

si no la velocidad angular. La ECU para determinar el

ángulo de rotación normalmente integra esta señal.

kt

tVr )(

)(

k200

5.2

200

5.2)( sG

C. Sensor de Revoluciones de las Ruedas

Los sensores de revoluciones funcionan por inducción

magnética, por lo tanto, el campo magnético generado es

proporcional a la velocidad de la rueda, y a su vez, la

corriente inducida en los sensores será proporcional al

campo magnético y a también a la velocidad de las

ruedas.

Por lo tanto, la función de transferencia seria:

ksG )(

D. Sensor Goniométrico de Dirección

De la misma forma que los sensores anteriores, este

sensor presenta una salida proporcional al ángulo de giro

de la dirección, por lo tanto tendría la siguiente forma.

ksG )(

X. CONCLUSIONES

En la actualidad, la instalación de sistemas de

seguridad activa en los vehículos es de gran importancia

y hasta exigido por las compañías de seguros, esto pues,

debido a la eficacia de los sistemas en la práctica. La

electrónica de control de estos sistemas debe tener la

capacidad de analizar los datos y reaccionar en tiempo

real, para ello los sistema de control deben ser los más

óptimos y que garanticen su buen funcionamiento.

El sistema ABS debe garantizar el no bloqueo de las

ruedas en una frenada, actuar de manera independiente

en cada rueda y contener la distancia de frenado en un

límite razonable, así como mantener el control sobre la

dirección del vehículo.

El ESP, siendo una función del ABS, debe garantizar

que el conductor tenga el control de la dirección del

vehículo en situaciones de derrape, para ello deberá

actuar sobre la rueda necesaria de forma independiente,

sin que el conductor se involucre en el proceso.

Los sistemas ABS y ESP, no son eficaces en

superficies cubiertas con nieve o gravilla, (superficies

con poco agarre). Sobre estas superficies fácilmente se

produce un bloqueo de las ruedas, el ABS estará

continuamente funcionando y en consecuencia la

distancia de frenado es mayor.

Estadísticamente, los sistemas de seguridad activa

como el ABS, ESP, ASR, entre otros, previenen y

disminuyen el riesgo y la fatalidad de un posible

accidente, pero estos son sistema de emergencia y, no se

puede confiar completamente ni abusar de su uso, la

mejor forma de evitar un accidente es siendo precavidos

y sensatos en el momento de conducir.