ABS-ESP Bosch 8.0

Training
ABS-ESP Bosch 8.0
 Fiat Panda
 Fiat 500
 Fiat Grande Punto
 Fiat Bravo. Croma
 Alfa Romeo 147-Gt
 Renault Megane
 Reanult Clio
Generalità
DINAMICA DELLA FRENATA
COEFFICIENTE DI ADERENZA
V velocità veicolo
P peso gravante sulla ruota
T forza tangenziale di aderenza
A. senso di rotazione
B. forza frenante
C. zona di appoggio/aderenza
P. forza peso
DEFINIZIONE: il coefficiente di aderenza è il rapporto tra il carico gravante P che agisce
sulla ruota e la forza T tangenziale che si genera nel contatto tra la ruota ed il terreno; è un
parametro che indica la capacità della ruota di “aggrapparsi” alla strada senza strisciare.
CONDIZIONI: il coefficiente di aderenza NON dipende né dalle caratteristiche del veicolo né
dalla velocità ma dal tipo di pneumatico, dal suo stato e dalle condizioni del terreno.
Pneumatici
Battistrada
nuovo
Battistrada
usurato
FONDO STRADALE
Asfalto
Asfalto
Fanghiglia
asciutto
bagnato
Neve
Ghiaccio
0,9
0,6
0,25
0,1
0,65
0,4
0,2
0,1
IMPORTANZA: sia il valore massimo di accelerazione in fase di aumento della velocità del veicolo
sia il valore massimo di decelerazione in fase di frenata sono limitati dal valore di aderenza dei
pneumatici; superando tale limite di aderenza le ruote slittano (in fase di aumento della velocità)
oppure strisciano (in fase di frenata).
FORZA FRENANTE
DEFINIZIONE: la forza frenante è quella forza che applicata a determinati elementi del
veicolo (ad esempio il mozzo ruota) permette di realizzare la frenata del veicolo; tale forza
frenante è generata dall’attrito prodotto tra le ganasce e i tamburi (o tra i pattini ed i relativi
dischi) quando vengono a contatto per mezzo delle forze esercitate sul pedale.
LIMITAZIONI: la forza frenante non può essere indefinitamente alta, come sarebbe
auspicabile ai fini di un pronto arresto del veicolo; la forza frenante (o meglio la coppia
frenante se applicata sulle ruote) è limitata, a parità di carico gravante sulla ruota, dal valore
della forza di aderenza che si instaura al contatto tra la ruota ed il terreno; se la forza frenante
supera tale limite la ruota si blocca riducendo così l’azione frenante sulle ruote a causa della
diminuzione della aderenza.
PROPORZIONAMENTO DELL’IMPIANTO: il dimensionamento dell’impianto frenante
deve tener conto del peso del veicolo a pieno carico e del massimo coefficiente di aderenza
suolo pneumatico che si può verificare, ciò allo scopo di generare un efficace rallentamento o
arresto nel più breve tempo possibile ed in qualunque condizione di marcia; esso risulta però
sovradimensionato per le ricorrenti condizioni di carico parziale e ridotta aderenza;
l’applicazione della massima forza frenante, in tali circostanze, conduce all’immediato
bloccaggio delle ruote con la conseguente riduzione del coefficiente di aderenza ed un
peggioramento dell’efficacia frenante; l’obiettivo di arrestare la marcia di un veicolo in modo
rapido ed efficiente in qualsiasi condizione contingente, impone invece la conservazione dello
stato di rotolamento dei pneumatici, nonostante che, per esigenze di progetto, la forza frenante
applicata sulle guarnizioni di attrito sia frequentemente eccessiva in rapporto al peso di marcia
ed ai normali coefficienti di aderenza.

RIPARTIZIONE DELLA FORZA FRENANTE SUGLI ASSI
S. spazio di
arresto
F. forza frenante
G. baricentro
P. forza peso
CONDIZIONI PER UNA FRENATA EQUILIBRATA: in teoria, per una frenata equilibrata
su veicolo ideale, con baricentro a livello del suolo, sarebbe necessario che il peso del veicolo
fosse ripartito in eguale misura su tutte le ruote, in modo da poter esercitare su ciascuna di
esse una forza frenante compatibile col valore della forza di aderenza che è proporzionale al
peso.
CONDIZIONI REALI: nella realtà il baricentro del veicolo è alto rispetto al suolo, per cui la
forza di inerzia dovuta alla frenata ed agente sul baricentro, crea una coppia di forze che
determina un alleggerimento dell’asse posteriore ed un aumento del peso gravante sull’asse
anteriore; pertanto in tali condizioni, proporzionalmente alle decelerazioni del veicolo, si
vengono a migliorare le condizioni di aderenza dell’asse anteriore, ma si peggiorano le
condizioni di aderenza per quanto riguarda l’asse posteriore, tanto che in alcuni casi si può
avere il bloccaggio delle ruote posteriori con conseguenti fenomeni di sovrasterzo.
CORRETTORE DI FRENATA: per ottenere una frenata equilibrata occorrerebbe aumentare
la potenza frenante sulle ruote anteriori e ridurla su quelle posteriori; a tale scopo su alcuni
impianti di frenata sono stati inseriti dei regolatori di pressione, capaci di ridurre la potenza
frenante alla ruote posteriori in funzione del carico; tali dispositivi vanno sotto il nome di
correttori di frenata e saranno trattati più avanti in dettaglio.
SPAZI DI FRENATA
DEFINIZIONE: è la distanza coperta dal veicolo nel momento in cui il conducente agisce sul
comando del freno sino al momento in cui il veicolo si arresta completamente.
PARAMETRI: nella definizione dello spazio di frenata è necessario considerare, oltre al
valore di decelerazione col quale il veicolo rallenta, anche i tempi morti che intercorrono tra
l’azionamento del comando e l’inizio della frenata (tempo percettibile negli impianti che
sfruttano una fonte di energia ausiliaria per la frenata).
CONDIZIONI DI DETERMINAZIONE
i valori dello spazio di frenata sono calcolati nelle seguenti ipotesi:
•
Pneumatici in ottime condizioni e gonfiati alla pressione prescritta
•
Impianto frenante pienamente efficiente
•
•
Percorso rettilineo
Strada piana, asfaltata asciutta
•
Carico normale e ben distribuito sul veicolo
VARIAZIONE DELL’ADERENZA CON LO SCORRIMENTO
µl coefficiente di aderenza longitudinale
µt coefficiente di aderenza trasversale
s scorrimento percentuale
A:zona stabile
B:zona instabile
C:zona ottimale
SCORRIMENTO NULLO: in assenza di scorrimento il coefficiente di aderenza longitudinale
(µl sul diagramma) è nullo; in tale condizione il pneumatico non è in grado di trasmettere
alcuna coppia motrice o frenante; la presenza di una certa percentuale di scorrimento permette
alle ruote di mantenere una certa aderenza col terreno e quindi trasmettere il moto (se la ruota
è motrice) o di frenare.
SCORRIMENTO OTTIMALE: in un ristretto campo di scorrimento (compreso tra il 10 ed il
30%) il pneumatico presenta la massima aderenza col terreno; in questo campo le ruote
possono trasmettere la massima coppia motrice o la massima coppia frenante.
SCORRIMENTO MASSIMO: in caso di bloccaggio delle ruote (scorrimento del 100%) il
coefficiente di aderenza si riduce, riducendo nel contempo la coppia frenante applicabile; in
questo caso è l’attrito radente tra terreno e pneumatico a frenare il veicolo, con aumento dello
spazio di frenata del veicolo.
ADERENZA TRASVERSALE
A. ruota
B. veicolo
C. aderenza
trasversale
D. aderenza
l i di l
DEFINIZIONE: in presenza di una forza laterale applicata alla ruota (come accade in curva) ,
il pneumatico si dispone con un certo angolo di deriva generando, nella zona di contatto col
terreno, una reazione laterale proporzionale al coefficiente di aderenza laterale.
IMPORTANZA: la presenza di aderenza laterale permette al veicolo di poter cambiare
direzione, cioè garantisce la “direzionalità” del veicolo.
DIPENDENZA DALLO SCORRIMENTO: l’andamento dell’aderenza trasversale in
funzione dello scorrimento ha un andamento sempre decrescente;in caso di ruote bloccate
l’aderenza si annulla facendo perdere direzionalità. al veicolo.
COMPORTAMENTO DEL VEICOLO IN FASE DI FRENATA
Il dimensionamento dell’impianto frenante deve tener conto del peso del veicolo a pieno
carico e del massimo coefficiente di aderenza suolo/pneumatico che si può verificare, ciò allo
scopo di generare un efficace rallentamento o arresto nel più breve spazio ed in qualunque
condizione di marcia
Esso però risulta sovradimensionato per le più ricorrenti condizioni di carico parziale e ridotta
aderenza; l’applicazione della massima forza in tali circostanze, conduce all’immediato
bloccaggio delle ruote con la conseguente riduzione del coefficiente di aderenza e ad un
peggioramento dell’efficacia frenante.
Se, infatti il momento frenante Mf supera il valore della coppia aderente Ma (pari al prodotto
della forza di aderenza Xf per il raggio di rotolamento Rc) si ha un aumento dello scorrimento
che porta al bloccaggio delle ruote (vedere grafico in basso a sinistra).
I tempi di bloccaggio delle ruote sono brevi, dell’ordine dei decimi di secondo (vedere grafico
in basso a destra), se si considera che l’eccesso di coppia frenante rispetto a quella aderente
può facilmente assumere valori consistenti, specie in emergenza quando il guidatore è portato
a incrementare lo sforzo sul comando; d’altra parte, possono verificarsi condizioni stradali ed
ambientali che riducono molto l’aderenza ruota-suolo; i due effetti insieme portano ad un
rapido bloccaggio della ruota .
SISTEMA ANTIBOCCAGGIO
REQUISITI: il requisito più importante che deve avere un impianto frenante è quello di
arrestare il veicolo in modo rapido ed efficace in qualsiasi condizione contingente; tale
requisito impone la conservazione dello stato di rotolamento dei pneumatici, nonostante che,
per esigenze di progetto, la forza frenante applicata sulle guarnizioni d’attrito sia
frequentemente eccessiva in rapporto al peso di marcia ed ai normali coefficienti di aderenza;
con un impianto frenante in perfetta efficienza, un ulteriore miglioramento della frenata può
essere ottenuto soltanto agendo sulle caratteristiche di attrito del pneumatico o sulle qualità
del fondo stradale; pur in presenza di queste condizioni ottimali, l’assoluta sicurezza di
frenata non è comunque garantita quando si devono affrontare situazioni critiche quali le
seguenti.
BASSA CONDIZIONE DI ADERENZA: questa situazione, dovuta a condizioni del fondo
stradale, come una strada bagnata, ghiacciata, o con ghiaia fine, costringe il conducente a
moderare l’azione frenante al fine di evitare il parziale bloccaggio di una o più ruote, con
possibilità di pericolosi slittamenti o sbandamenti.
ECCESSIVA PRESSIONE SUL PEDALE FRENO: ovviamente anche in queste condizioni si
ha il bloccaggio delle ruote; se si bloccano le ruote anteriori si ha la perdita della direzionalità
(si ha infatti una forte diminuzione della aderenza trasversale), mentre se si bloccano quelle
posteriori si genera sicuramente una pericolosa sbandata con il conseguente fenomeno del
testa-coda.
FRENATA DI EMERGENZA IN CURVA, FRENATA DA PANICO: in entrambe queste
condizioni la perdita di aderenza delle ruote porta alla perdita di direzionalità del veicolo che
non può più percorrere la curva in maniera corretta né può evitare l’ostacolo.
INTERVENTO DELL’ABS: per superare tutte queste criticità, viene in aiuto il sistema
antibloccaggio delle ruote, cioè un dispositivo che, inserito nell’impianto frenante, evita il
bloccaggio delle ruote quando la pressione di azionamento dei freni è eccessiva rispetto
all’aderenza pneumatico-suolo; il dispositivo permette di sfruttare al meglio l’aderenza del
pneumatico, ma non aumenta la aderenza del pneumatico; il sistema ABS provvede quindi ad
assicurare la direzionalità del veicolo durante la frenata, la stabilità della vettura e la
ottimizzazione degli spazi di frenata; il sistema ABS non riduce gli spazi di frenata, ma
ottimizza quest’ultima impegnando tutta l’aderenza disponibile ed evitando, così, il
bloccaggio delle ruote che inevitabilmente porterebbe all’allungamento della frenata.

FRENATA IN CURVA
FRENATA DEL VEICOLO IN CURVA SENZA ABS (A): una frenata di emergenza, porta il
conducente a premere sul pedale freno con tutta la forza.
In queste condizioni l’impianto freno, agisce applicando alle ruote la massima forza per cui è
proporzionato.
RISULTATO SUL VEICOLO: se si supera il limite di aderenza del veicolo per quelle
determinate condizioni della strada, si ha il bloccaggio di una o più ruote, ed il veicolo perde
di direzionalità (aderenza trasversale nulla); non è più possibile, perciò, percorrere la curva
correttamente. La riduzione dell’aderenza longitudinale causa anche un allungamento dello
spazio di frenata.
AZIONE DELL’ABS (B): il sistema ABS, controlla il valore di scorrimento sulle ruote del
veicolo, rilevando quando le ruote tendono a bloccarsi; se tale condizione viene rilevata, il
sistema riduce la pressione sui freni anche se il conducente continua a premere il pedale
freno; in questo modo viene prevenuto il bloccaggio delle ruote e l’aderenza longitudinale
delle ruote viene mantenuta entro i valori ottimali che garantiscono ancora un a buona
aderenza laterale.
RISULTATO SUL VEICOLO: il veicolo mantiene comunque la sua direzionalità,
permettendo al conducente di cambiare direzione e di arrestare il veicolo entro spazi più
ridotti.

SUPERAMENTO DI UN OSTACOLO
AZIONE DEL CONDUCENTE: in caso di “ frenata da panico” (causata dal presentarsi di un
improvviso ostacolo) costringe il conducente a premere sul pedale del freno con tutta la forza
possibile, nel tentativo di fermarsi in tempo.
IMPIANTO SENZA ABS (A): in questo caso vengono bloccate le ruote, per cui, da una parte
il veicolo perde direzionalità, dall’altra il veicolo allunga gli spazi di frenata, per cui il
conducente non riesce a fermarsi in tempo né è possibile aggirare l’ostacolo.
IMPIANTO CON ABS (B): a differenza di prima, il veicolo mantiene direzionalità quindi il
conducente manovrando sullo sterzo, riesce ad evitare l’ostacolo.
A

IMPIANTO ABS
1. sensore giri ruota
2. attuatore freno
3. pompa freni
4. centralina elettroidraulica
COSTITUZIONE: il sistema ABS si integra nell’impianto frenante tradizionale ed è
essenzialmente composto da:
una centralina che integra una unità di controllo elettronico, la parte di attuazione
elettroidraulica che modula la pressione frenante ai freni mediante otto elettrovalvole (due per
ogni ruota) e la pompa di recupero;
una spia di segnalazione avaria posta sul quadro di bordo che segnala l’efficacia o l’avaria
dell’impianto;
quattro sensori, uno per ogni ruota, di tipo attivo o passivo che hanno il compito di rilevare la
velocità angolare delle ruote; infatti, non esistendo la possibilità di valutare preventivamente
le condizioni di aderenza, si è costretti a controllare l’efficacia frenante solo dopo averne
rilevati gli eventuali effetti di iniziale strisciamento del pneumatico causati da una forza
frenante eccessiva in relazione al coefficiente di aderenza presente; tale rilievo viene
effettuato, appunto, tramite la misura della velocità di rotazione delle ruote.
un interruttore sul pedale del freno per la rilevazione della condizione di frenata;
L’integrazione dell’impianto ABS nell’impianto frenante tradizionale, consente al
conducente, in caso di avaria all’ABS, di poter ancora effettuare la frenata in maniera
tradizionale; d’altra parte la presenza di un guasto al sistema ABS, rilevato dalla centralina,
provoca l’immediata e completa disattivazione dell’impianto stesso.

FUNZIONAMENTO DEL SISTEMA
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
velocità effettiva veicolo
velocità di riferimento
veicolo
velocità periferica della
ruota
accelerazione
/
decelerazione della ruota
pressione circuito frenante
banda di accelerazione
ammissibile
banda di decelerazione
ammissibile
SEGNALI DI VELOCITA’: i segnali inviati dai sensori di giri alla centralina elettronica
vengono trasformati dall’amplificatore di ingresso in segnali di tipo digitale; la frequenza di
tali segnali fornisce alla centralina corrispondenti valori di velocità (3) e di accelerazione /
decelerazione (4) delle singole ruote.
VELOCITA’ VEICOLO: dalla combinazione delle singole velocità periferiche delle ruote
viene elaborata una velocità di riferimento (2) che, continuamente aggiornata, fornisce una
indicazione della velocità effettiva (1) del veicolo;
SOGLIE DI ACCELERAZIONE / DECELERAZIONE: la centralina elettronica, nel suo
interno, ha memorizzate anche le soglie (6) e (7) di decelerazione / accelerazione che ogni
singola ruota non deve mai superare; quindi attraverso un sistematico, continuo e rapidissimo
confronto dei valori di decelerazione / accelerazione della ruota, rispetto a quelli della banda
memorizzata, viene mantenuto sotto controllo il rotolamento del pneumatico in frenata.

SENSORE GIRI RUOTA
Il sensore giri ruota può essere di due tipi: induttivo passivo(A) o magnetoresistivo attivo(B).
A
B
I sensori sono quattro, montati in apposite sedi sui mozzi-ruota:
SENSORE INDUTTIVO(A):. Ognuno dei sensori di tipo induttivo passivo(A), si interfaccia
su una ruota dentata detta ruota fonica in quanto genera un segnale che ha la frequenza di
un’onda sonora, calettata sul giunto omocinetico lato ruota(C) se è motrice, altrimenti sul
mozzo(D).
Le variazioni di flusso elettromagnetico dovute al passaggio dei denti davanti al sensore
generano una forma d’onda sinusoidale con ampiezza costante e frequenza direttamente
proporzionale alla velocità di rotazione della ruota stessa (velocità angolare). L’unità di
controllo che elabora tali segnali quindi, sa il comportamento in tempo reale di ogni ruota
(accelerazione, decelerazione, slittamento etc.).
SVANTAGGI:
Il principale svantaggio di questo sensore deriva dalle sue caratteristiche di funzionamento.
Perché il sensore produca un segnale è necessario che il passaggio dei denti della ruota fonica
avvenga con una certa velocità, quindi non è possibile pensare di poter misurare velocità
troppo basse. Inoltre il segnale prodotto ha una intensità molto ridotta (pochi milliVolt) e
quindi molto soggetto alle interferenze elettromagnetiche ed alla distanza tra il sensore e la
ruota dentata.
Ruota
C
D
SENSORE MAGNETORESISTIVO(B): Ognuno dei quattro sensori si interfaccia con il
rispettivo cuscinetto. Quest’ultimo non è un cuscinetto semplice, ma è un codificatore
magnetico multipolare: è diviso in settori magnetici positivi e negativi, posizionati
alternativamente. Il passaggio dei settori di fronte al sensore attivo genera la variazione del
flusso magnetico. La tensione di alimentazione del sensore stesso viene influenzata dai campi
magnetici del cuscinetto e si crea una forma d’onda quadra ad ampiezza costante e frequenza
proporzionale alla velocità angolare della ruota.
ALIMENTAZIONE DEL SENSORE: il sensore è alimentato nel senso che la centralina
elettronica fa scorrere al suo interno una corrente costante (I) e ne misura la caduta di tensione
(V) che varia al variare della resistenza (R).
Non è quindi possibile misurare la resistenza del sensore al di fuori dell’impianto come per i
sensori induttivi.
CARATTERISTICHE ELETTRICHE DEL SEGNALE: il segnale ad onda quadra che il
sensore fornisce ha le seguenti caratteristiche a seconda dell’estensione polare che ha davanti:
Polo Nord: 10.2V
Polo Sud: 9.4V
È chiaro che con un segnale che varia di circa 0.8V non si hanno più i problemi di
interferenza elettromagnetica di cui soffrivano i sensori induttivi.
Inoltre con questo tipo di sensore è possibile fare delle misure anche a ruota ferma o in moto
quasi nullo.
VANTAGGI: i vantaggi tecnici offerti dall’uso di questo tipo di sensore definito “sensore
attivo” sono di:
Ridurre la sensibilità ai disturbi elettromagnetici.
Capacità di misurare le velocità angolari fino a 0 giri/sec.
Minore sensibilità alla distanza tra sensore e ruota magnetica.
Risparmio di peso e ingombro.
Maggiore semplicità dei giunti di trasmissione per l’eliminazione della ruota fonica.
SVANTAGGI: il sensore necessita di alimentazione quindi per eseguirne misure di controllo
è necessario disporre di un connettore a T che consenta il prelievo del segnale senza staccarlo
dal resto dell’impianto.
Ubicazione del sensore
1. sensore
2. cuscinetto(codificatore magnetico
lti l )
CABLAGGIO
Si riporta, a titolo di esempio, il cablaggio dei quattro sensori ABS montati su Alfa 147. Per
altri impianti fare sempre riferimento ai manuali di assistenza tecnica.
Cablaggio dei quattro sensori attivi di velocità su Alfa 147.

CENTRALINA ELETTROIDRAULICA
2
1
1. ingresso olio da pompa freni (cilindro
maestro)
2. uscita olio verso i quattro attuatori
freno
L’unico elemento che caratterizza un impianto di gestione elettronica del sistema frenante è il
gruppo elettroidraulico.
In questo dispositivo sono concentrati:
la centralina elettronica di comando
le elettrovalvole che gestiscono le pressioni dei circuiti frenanti
tutti gli attuatori indispensabili al funzionamento del sistema
CARATTERISTICHE: Oltre alle differenze realizzative che si possono riscontrare tra il
modello di un costruttore e quello di un altro l’unica caratteristica veramente importante di
questi gruppi elettroidraulici che li suddivide in due classi è la seguente:
gruppo con 8 elettrovalvole
gruppo con 12 elettrovalvole
Le differenze e il funzionamento di questi dispositivi sarà definito in base alle caratteristiche
del sistema.
COLLEGAMENTI: la centralina elettroidraulica è collegata alla pompa freni e ai cilindri
delle pinze freni tramite le tubazioni dell’impianto frenante ed è integrata con la centralina
elettronica;
FUNZIONE: La centralina elettronica di comando ha il compito di:
acquisire i dati provenienti dai sensori giri ruote;
memorizzare i parametri di controllo definiti durante la sperimentazione della vettura;
elaborare i dati acquisiti per controllare il processo di frenata;
rilevare le avarie dei componenti tramite l’autodiagnosi;
memorizzare le anomalie riscontrate;
attuare, quando necessario, le strategie di diagnosi;
dialogare con la centralina controllo motore;
il suo compito inoltre è quello di variare la pressione del liquido freni nei cilindri delle pinze
freno in corrispondenza dei segnali che arrivano dai vari sensori.
COSTITUZIONE: la centralina elettroidraulica è costituita elettrovalvole a due vie (due per
ogni circuito idraulico), da una elettropompa a doppio circuito che sono pilotate dalla
centralina elettronica e da quattro accumulatori (due per ogni ramo del circuito); in particolare
la pompa di recupero permette il recupero del liquido freni nelle fasi di riduzione della
pressione rinviando la portata di olio scaricata a monte delle elettrovalvole per le successive
fasi di aumento della pressione.
ESPLOSO DEL GRUPPO ELETTROIDRAULICO PER SISTEMA ESP BOSCH 8.0
1
2
3
4
elettrovalvole
motore – pompa
accumulatori
centralina elettronica
CABLAGGIO
Si riporta a titolo di esempio la piedinatura della centralina ABS Bosch 8.0.:
1.
2.
3.
massa
alimentazione (+30)
alimentazione (+30)
14.
15.
16.
non collegato
collegamento con rete C-CAN L
collegamento con sensore ruota
4.
5.
massa
collegamento con
anteriore sx
6.
collegamento con
posteriore sx
7.
non collegato
8.
collegamento con
posteriore dx
9.
collegamento con
anteriore dx
10. collegamento con
anteriore dx
11. linea di diagnosi K
12. non collegato
13. non collegato
sensore
ruota
sensore
ruota
sensore
ruota
sensore
ruota
sensore
ruota
anteriore sx
17. collegamento con sensore ruota
posteriore sx
18. alimentazione sotto chiave (+15)
19. collegamento con sensore ruota
posteriore dx
20. segnale da interruttore pedale freno
21. non collegato
22. non collegato
23. collegamento con nodo Body
Computer
24. non collegato
25. non collegato
26. collegamento con rete C CAN H
COMANDO DELLE ELETTROVALVOLE: L’attivazione delle elettrovalvole presenti nel
gruppo elettroidraulico da parte dell’unità elettronica avviene con un comando verso massa.
Ciò vuol dire che uno dei capi dell’avvolgimento dell’elettrovalvola è costantemente
connesso alla tensione di batteria (12V) mentre l’altro attende sospeso il contatto verso massa.
Questo contatto verso massa non avviene naturalmente con organi meccanici od
elettromeccanici (relè) ma tramite dei transistor di potenza.
VANTAGGI: Il sistema del comando verso massa evita, quando non vi è bisogno di tenere
eccitate le elettrovalvole, di tenere sotto tensione diretta parti interne dell’unità elettronica.
Comando verso massa delle elettrovalvole.
Schema elettrico del comando tramite transistor.
POSSIBILI CONFIGURAZIONI DEL SISTEMA
ALLESTIMENTI POSSIBILI: Il sistema elettronico di gestione del sistema frenante può
svolgere una serie molto vasta di funzioni a seconda sia della costituzione fisica del gruppo
elettroidraulico che delle funzioni software in esso memorizzate.
Solitamente il sistema può avere i seguenti gruppi di funzioni:
ABS + EBD
(gestione della frenatura)
ABS + EBD + ASR
(gestione della frenatura e della motricità)
ABS + EBD + ASR + TCS
ABS + EBD + VDC (ESP)
stabilità del veicolo)
(gestione della frenatura e della trazione)
(gestione della frenatura, della trazione e della
Analizzeremo ora questi vari allestimenti sia dal punto di vista della loro costituzione
fisica che da quello delle logiche di intervento programmate.

SIGNIFICATO DELLE SIGLE
A.B.S. : Anti Block System
E.B.D. : Electronic Brake force Distribution
A.S.R. : Anti Slip Regulation
T.C.S. : Traction Control System
V.D.C. : Vehicle Dynamic Control
H.H.: Hill Holder
H.B.A.: Hydraulic Brake Assistance
M.S.R.: Motor Schleppmoment Regelung
NOTA
Solitamente la funzione TCS include anche la funzione ASR, mentre la funzione ESP
include TCS, MSR, HBA, HH e ASR.
Tra l’allestimento ABS+EBD e tutti gli altri vi è una differenza sostanziale del gruppo
elettroidraulico in quanto si passa dal tipo con 8 elettrovalvole a quello con 12.
SCHEMA IDRAULICO CENTRALINA ELETTROIDRAULICA
1. pompa freni
2. servofreno
3. accumulatore alta pressione
4. accumulatore alta pressione
5. motorino comando pompa di recupero
6. pompa di recupero
7. pompa di recupero
8. accumulatore bassa pressione
9. accumulatore bassa pressione
10. valvola di riduzione rapida della
pressione
11. elettrovalvola di ingresso posteriore
destra
12. elettrovalvola di uscita posteriore
destra
13. elettrovalvola di ingresso anteriore
sinistra
14. elettrovalvola di uscita anteriore
sinistra
15. elettrovalvola di uscita anteriore destra
16. elettrovalvola di ingresso anteriore
destra
17. elettrovalvola di ingresso posteriore
sinistra
18. elettrovalvola di uscita posteriore
sinistra
19. tamburo freno posteriore destro
20. pinza freno anteriore sinistra
21. pinza freno anteriore destra
22. tamburo freno posteriore sinistra
FUNZIONAMENTO CENTRALINA ELETTROIDRAULICA

FASE DI RIPOSO
1.
2.
centralina elettronica
accumulatore bassa
pressione (serbatoio)
3.
motore comando
pompa di recupero
4.
pompa di recupero
5.
accumulatore di alta
pressione (camera di
smorzamento)
6.
pompa di comando
freni
7.
servofreno
8.
valvola di riduzione
rapida della pressione
9.
elettrovalvola di
ingresso
10. elettrovalvola di uscita
11. pinza freni
12. sensore attivo di
rilevazione giri ruota
13. anello multipolare
14. restrizione
ELETTROVALVOLE: in condizioni di riposo l’elettrovalvola di ingresso per ogni canale è in
posizione aperta, cioè consente il passaggio del liquido alla pinza freni; l’elettrovalvola di
uscita è invece chiusa, non permettendo lo scarico del liquido verso l’accumulatore di bassa
pressione; in queste condizioni la centralina elettroidraulica è completamente trasparente al
passaggio dell’olio dalla pompa freni; in caso di avaria al sistema ABS la centralina
elettroidraulica rimane in condizioni di riposo consentendo al guidatore di effettuare ancora la
frenata in maniera tradizionale.
ACCUMULATORI: gli accumulatori hanno il compito di immagazzinare provvisoriamente il
liquido freni durante la fase di riduzione della pressione.
POMPA DI RECUPERO: la pompa di recupero ha il compito, durante la fase di
riduzione della pressione, di recuperare il liquido freni in uscita dalla pinza e di
inviarlo attraverso l’accumulatore di alta pressione alla pompa freni; la pompa di
recupero è del tipo a pistoni liberi a doppio circuito ed è comandata da un motore
elettrico; i pistoni sono direttamente collegati all’albero del motore per il tramite di
una camma che appoggia ai pistoni e che consente di effettuare solo la corsa premente
del pistone ma non quella aspirante.

FASE DI AUMENTO DELLA PRESSIONE
A.:ramo dell’impianto con pressione in aumento
ELETTROVALVOLE: quando il guidatore preme il pedale del freno, la pressione generata
dalla pompa freno arriva ai freni senza subire variazioni, in quanto le elettrovalvole non
essendo alimentate elettricamente dalla centralina, rimangono nella condizione di riposo.
ACCUMULATORI: l’accumulatore di alta pressione si trova alla pressione di comando delle
pinze, mentre l’accumulatore di bassa pressione non viene alimentato.
POMPA DI RECUPERO: la pompa di recupero non viene investita dalla pressione di
comando dei freni e rimane inattiva.
RUOTE: durante la fase di aumento della pressione, gestita, comunque dal guidatore agendo
sul pedale freno, rallentano finché non viene rilevato un valore di decelerazione inferiore alla
soglia memorizzata in centralina.

FASE DI RIDUZIONE DELLA PRESSIONE
A: ramo dell’impianto con
pressione in aumento
B: ramo dell’impianto con
pressione in diminuzione
ELETTROVALVOLE: la centralina elettronica rileva la tendenza della ruote a bloccarsi e
attiva il gruppo elettroidraulico per contenere la decelerazione della ruota entro i valori
ammessi; l’elettrovalvola di ingresso viene alimentata per interrompere il collegamento tra la
pompa freni e la pina freni, così come la elettrovalvola di uscita allo scopo però di permettere
il passaggio di una certa portata di olio verso la l’accumulatore di bassa pressione e la pompa
di recupero, in modo da ridurre la pressione alla pinza freni.
ACCUMULATORI: l’accumulatore di bassa pressione presente nel circuito ha il compito di
immagazzinare una parte del liquido freni tolto alle pinze stabilizzando anche la pressione alle
pinze freni; l’accumulatore di alta pressione viene investito dalla portata di olio in uscita dalla
pompa di recupero ed ha la funzione di smorzare (insieme alla restrizione) le onde di
pressione generate dalla pompa di recupero.
POMPA DI RECUPERO: la centralina alimenta il motore della pompa di recupero in modo
da sottrarre una certa portata di liquido freni che viene reimmessa nel circuito principale della
pompa freni; è in questa fase che vengono generate le onde di pressione smorzate dall’
accumulatore di alta pressione e dalla restrizione, ma che sono comunque avvertiti dal
conducente in termini di leggere vibrazioni sul pedale freno.

FASE DI MANTENIMENTO DELLA PRESSIONE
A.:ramo dell’impianto con pressione in aumento
B.:ramo dell’impianto con pressione in diminuzione
ELETTROVALVOLE: in questa fase la centralina alimenta solo la elettrovalvola di ingresso,
la quale chiude il collegamento tra pompa freni e la pinza relativa; l’elettrovalvola di uscita
non viene invece alimentata, chiudendo così la linea verso la pompa di recupero; in questo
modo ogni collegamento tra la pompa freni e la pinza viene interrotto, cosicché il valore di
pressione raggiunto in precedenza (o nella fase di aumento o in quella di riduzione) viene
mantenuto costante.
ACCUMULATORI: l’accumulatore di alta pressione si trova alla pressione della pompa freni
gestita dal conducente tramite il pedale, mentre l’accumulatore di bassa pressione non viene
coinvolto in questa fase.
POMPA DI RECUPERO: la pompa di recupero non viene investita dalla pressione di
comando dei freni e rimane inattiva.
RUOTE: in questa fase, nonostante la forza frenante mantenga una continua azione di
rallentamento, la ruota può variare la sua velocità in funzione della aderenza col terreno, fino
a quando il segnale del sensore attivo di rilevazione giri ruota, non rilevi una variazione di
velocità fuori tolleranza rispetto alla velocità di riferimento.

RILASCIO DEL PEDALE FRENO
A: ramo dell’impianto con pressione in diminuzione
ELETTROVALVOLE: rilevate le condizioni di rilascio del pedale del freno la centralina
pone in condizioni di riposo le due elettrovalvole.
ACCUMULATORI: la pressione in tutto l’impianto diminuisce, cosicché anche i due
accumulatori possono scaricarsi.
POMPA DI RECUPERO: la pompa di recupero rimane inattiva.
RUOTE: le ruote non sono più soggette alla forza frenante applicata dalla pinze freno.
VALVOLA DI RIDUZIONE RAPIDA DELLA PRESSIONE: per consentire una rapida
riduzione della pressione sulla pinza freni quando il pedale viene rilasciato, il sistema è dotato
di una valvola di non ritorno posta in parallelo alla elettrovalvola di ingresso; in condizioni di
pedale rilasciato, la pressione a monte dell’elettrovalvola diminuisce e pertanto il ramo a valle
di trova ad una pressione superiore; data la piccola luce di passaggio attraverso la
elettrovalvola di ingresso, che determinerebbe una riduzione della pressione più lenta,
interviene la valvola di non ritorno, che consente un passaggio più ampio e quindi tempi di
svuotamento decisamente minori.
Funzione EBD
Fpost
[N]
500
0
Ppost
100
400
0
80
300
0
60
200
0
40
100
0
[bar]
Distribuzione
delle pressione
all’uscita della
pompa doppia
Distribuzione
ideale delle
pressioni
(Veicolo
Carico)
Distribuzione delle
pressioni realizzata
da un correttore
meccanico
Limite per la
differenzione
20
1000
2000
3000
4000
20
40
60
80
Distribuzione
ideale delle
pressioni
(Veicolo
Scarico)
Distribuzione delle
pressioni realizzata
da un correttore
elettronico
5000
6000
7000
8000
100
120
140
160
Fant
[N]
Pant [bar]
Durante una frenata, la forza di inerzia applicata al baricentro produce
un trasferimento di
carico che tende ad aumentare il carico gravante sulle ruote anteriori, a scapito di quelle
posteriori. Se si applicasse un momento frenante semplicemente proporzionale al carico
statico, a tutte e quattro le ruote, i pneumatici posteriori sarebbero i primi a raggiungere la il
limite di aderenza, compromettendo la stabilità direzionale del veicolo (tendenza al
sovrasterzo). Per evitare un tale fenomeno, viene introdotta, negli impianti sprovvisti di ABS,
una valvola, il correttore di frenata, in grado di limitare la pressione frenante alle ruote
posteriori.
Oggi tale regolazione può essere effettuata direttamente dal modulatore idraulico del sistema
ABS e viene denominata EBD.
Il controllo EBD cerca di ricopiare la curva ideale di ripartizione della frenata, in maniera più
fedele rispetto a quanto realizzabile con un correttore di frenata meccanico: partendo dai
segnali di velocità delle quattro ruote, calcola la velocità media delle ruote dell’asse anteriore
e dell’asse posteriore e dal confronto delle decelerazioni sui due assi, provvede a modulare la
pressione all’asse posteriore.
FUNZIONAMENTO EBD
1:controllo EBD
2:controllo ABS
E:velocità ruote
posteriori
F:velocità ruote
anteriori
G:pressione
ruote anteriori
H:pressione
ruote posteriori
INTEGRAZIONE COL SISTEMA ABS: come si è già detto, la funzione EBD dell’impianto
ABS è in grado di adeguarsi alla curva di pressione ideale, sfruttando sempre l’aderenza
disponibile in tutte le condizioni di frenata; l’integrazione della funzione EBD nella normale
logica di funzionamento dell’impianto ABS, permette l’applicazione delle due strategie in
contemporanea; per cui il sistema interviene normalmente in modo da mantenere lo
“scorrimento” dei pneumatici posteriori entro valori molto vicini a quelli ideali, con la
possibilità comunque di intervenire con la strategia ABS quando un ruota tende a bloccarsi.
CONTROLLO EBD: il grafico sopra riportato illustra proprio questo tipo di strategia: mentre
le ruote anteriori sono nella fase di rallentamento e la loro variazione di velocità rimane nei
limiti imposti (e quindi il sistema ABS è nella fase di aumento della pressione, per le ruote
anteriori e quindi inattivo), la pressione frenante alle pinze posteriori viene modulata in
aumento dal ramo posteriore dell’ABS che ha lo scopo di realizzare la funzione EBD; si noti,
inoltre, come nella fase 1 la pressione alle pinze posteriori si mantenga sempre inferiore a
quella delle pinze anteriori, come indicato dalla curva di ripartizione ideale.
CONTROLLO ABS: nel momento in cui le ruote dell’asse posteriore tendono a decelerare
troppo rispetto alle condizioni di riferimento, il sistema interviene come ABS anche per le
ruote posteriori applicando le tre fasi di aumento riduzione e mantenimento della pressione
(fase 2 dal grafico)
DISPOSITIVI DI CONTROLLO / REGOLAZIONE MOTRICITA’: ASR
1.
centralina
ABS/ASR
2. centralina
controllo
motore
3. sensore
anteriore
sinistro
4. sensore
anteriore
destro
5. pulsante ASR
off
6. sensore
posteriore
destro
7. sensore
posteriore
sinistro
8. spia ASR
9. spia EBD
10. spia ABS
CARATTERISTICHE: il sistema ASR, oltre alle normali funzioni di antibloccaggio delle
ruote in fase di frenata e ripartizione della stessa controllate da un sistema ABS / EBD,
svolge anche il controllo dello slittamento in fase di accelerazione (ASR), la regolazione della
coppia frenante del motore (MSR) ed il blocco del differenziale mediante azione sui freni
(TC); tutte queste funzioni vengono svolte con una azione sull’impianto frenante, volta a
frenare la ruota in pattinamento, ed una azione sul motore volta a ridurre la coppia motrice (o
quella frenante se interviene la funzione MSR) erogata dal motore stesso;
ACCELERAZIONE: se in fase di accelerazione, una od entrambe le ruote motrici tendono a
pattinare, la centralina ABS (che, opportunamente modificata, integra le funzioni ASR che
competono all’impianto frenante) richiede alla centralina di controllo motore di ridurre la
coppia motrice erogata dal motore e contemporaneamente, senza alcun intervento da parte del
guidatore sul pedale del freno, produce la frenata della o delle ruote che tendono a slittare;
DECELERAZIONE: d’altra parte, se in caso di forte decelerazione, le ruote tendono a
bloccarsi, la centralina ABS richiede alla centralina controllo motore di adeguare la coppia
frenante del motore al fine di evitare la instabilità della vettura (funzione MSR).
ESCLUSIONE: le funzioni ASR ed MSR possono essere escluse dal conducente premendo
l’apposito tasto in plancia; ovviamente la funzione ABS non può essere esclusa perché si
tratta di un organo di sicurezza.

NOTA: Il sistema ASR viene disabilitato in caso di
avaria del sistema ABS FUNZIONAMENTO
IDRAULICO ASR
CONDIZIONI DI RIPOSO
1. pompa di recupero
2. elettrovalvola di aspirazione
3. elettrovalvola pilota
CONDIZIONI DI INTERVENTO
4. pinze freni
5. elettrovalvola di scarico
6. elettrovalvola di carico
ELETTROVALVOLE: il gruppo elettroidraulico ABS nella versione dotata di ASR ha
quattro elettrovalvole supplementari (due per ogni ruota motrice); mentre allora per le ruote
posteriori lo schema idraulico ricalca quello dell’ABS, per le ruote anteriori si hanno due
elettrovalvole in più (per ruota): la elettrovalvola di aspirazione, normalmente chiusa, quando
viene attivata, permette di inviare alla mandata della pompa di recupero la quantità di fluido
supplementare necessaria per aumentare la pressione alla pinza freno per frenare la ruota; la
elettrovalvola pilota, normalmente aperta, quando viene attivata permette di mantenere nel
circuito pompa- pinza freno, la pressione modulata generata dalla pompa di recupero stessa
necessaria all’intervento dell’ASR;
CONDIZIONI DI RIPOSO: nel caso di non attivazione delle due elettrovavole su citate, il
sistema funziona come un normale impianto ABS;
CONDIZONI DI INTERVENTO: nel momento in cui viene richiesta l’intervento dell’ASR le
due elettrovalvole vengono alimentate elettricamente permettendo il passaggio di liquido freni
dalla pompa di recupero (che viene azionata in questa fase) verso la pinza freno; la pressione
del liquido freni che agisce sulla pinza viene infine modulata dalle elettrovalvole di carico e
scarico.
Il sistema lavora con i segnali provenienti dai sensori attivi, dall''interruttore luci stop e dal
pulsante disinserimento/inserimento della funzione ASR.
Confronta continuamente la velocità delle ruote dello stesso lato della vettura (AntDX con
PostDx e AntSX con Post.Sx) e quando rileva una differenza di velocità, tra le due ruote di
uno stesso lato, superiore a 2-6km/h (soglia di intervento) interviene con la logica ASR,
mentre se in decelerazione la centralina riscontra un eccessiva differenza tra l'asse anteriore e
l'asse posteriore in quanto le ruote anteriori tendono a rallentare maggiormente rispetto alle
ruote posteriori la centralina interviene con la logica MSR.
La centralina ABS/ASR dialoga continuamente con la centralina controllo motore attraverso
la linea C-CAN.
La funzione ASR è attiva in tutte le condizioni di velocità vettura, oltre gli 80Km/h viene però
escluso l''intervento dei freni.

Pattinamento delle ruote motrici
Intervento - tempi di intervento in condizioni di fondo stradale con buona aderenza (asfalto)
Riduzione coppia motrice da centralina controllo motore tramite la variazione degli anticipi di
accensione, dopo 6/100 di secondo dal superamento soglia di pattinamento.
Ulteriore riduzione coppia tramite diminuzione apertura farfalla (da centralina controllo
motore con corpo farfallato motorizzato dopo 15/100 di secondo.
Intervento sistema idraulico (forza frenante su ruote motrici ) dopo 2/10 di secondo.
Funzionamento in condizioni di scarsa aderenza
Il sistema è in grado di riconoscere questa condizione dal confronto dell''accelerazione delle
ruote motrici con la coppia trasmessa dal motore (carico motore da centralina controllo
motore).
Il sistema si comporta come per la condizione di pattinamento di entrambe le ruote motrici in
condizione di fondo stradale con buona aderenza (asfalto) e le soglie di intervento vengono
portate al limite inferiore.
Pattinamento di una sola ruota motrice
intervento-tempi di intervento
Riduzione coppia da centralina controllo motore tramite la variazione degli anticipi di
accensione dopo 6/100 di secondo dal superamento soglia.
Ulteriore riduzione di coppia tramite diminuzione apertura farfalla (da centralina controllo
motore con corpo farfallato motorizzato) dopo 15/100 di secondo.
Intervento sul sistema idraulico, viene esercitata una azione frenante sulla ruota che pattina in
questo modo si garantisce al differenziale una forza resistente sul lato con scarsa aderenza
(T.C.).
Questa forza resistente permette al differenziale di trasmettere una paritaria coppia con buona
aderenza.
Pattinamento di una ruota in curva con buona aderenza (asfalto)
Il sistema riconosce la condizione di curva dalle velocità delle ruote posteriori (trascinate).
Attua la stessa modalità di intervento descritte per la condizione Pattinamento di una sola
ruota motrice, le soglie di intervento vengono portate al limite superiore L''intervento di
riduzione di coppia è applicato dolcemente.
Pattinamento di una ruota in curva con scarsa aderenza (neve ghiaccio)
Il sistema attua la stessa modalità di intervento descritte per la condizione "Pattinamento di
una sola ruota motrice'' le soglie di intervento vengono portate al limite inferiore. L''intervento
di riduzione di coppia è accentuato (per garantire una buona tenuta laterale della vettura.
Nelle condizioni di intervento ASR con centralina che riceve contemporaneamente il segnale
proveniente dallo interruttore luci stop, il sistema esclude la parte di intervento sui freni.
Rimane attiva la parte inerente alla riduzione di coppia.
In fase di accelerazione con interruttore luci stop attivato, e massima pressione frenante (es.
punta tacco, interruttore difettoso ecc.) se il sistema rileva una differenza di velocità tra le due
ruote anteriori e posteriori che implica l''intervento dello ASR, viene implementata solo la
riduzione di coppia L''intervento sui freni viene escluso.
Instabilità vettura in decelerazione con scarsa aderenza
Il sistema riconosce la condizione dal carico motore, e dalla velocità delle ruote anteriori e
posteriori, e dal sensore pedale freno. In questo caso si ha un aumento della coppia motrice
tramite intervento da parte della centralina controllo motore tramite l'' apertura della farfalla
motorizzata per superare la naturale instabilità della vettura dovuta alla coppia frenante del
motore su bassa aderenza.
Esclusione impianto asr/msr
Nel caso di esclusione impianto tramite pulsante su plancetta centrale consigliato nei casi di
vetture che si trovano su fondi particolari (ES neve alta, fango profondo, sabbia o ghiaia di
alto spessore) oppure con le ruote motrici dotate di catene, rimangono attive le funzioni ABS
ed EBD.
Pulsante di disinserimento/inserimento ASR
Ha il compito di disinserire il sistema ASR/MSR ed è dotato di led di segnalazione.
Il pulsante è integrato nella plancetta centrale.
1 - Led
2 - Pulsante disinserimento ASR
IMPIANTO DI CONTROLLO STABILITA’ VEICOLO: ESP / VDC
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
sensore giri
ruota
attuatore
freno
sensore di
imbardata,
accelerome
tro
pompa
freni
e
servofreno
controllo
motore
centralina
elettroidrau
lica
sensore
angolo
sterzo
FUNZIONE: il sistema VDC (acronimo dall’inglese Vehicle Dynamics Control, controllo
della dinamica del veicolo) integra in sé le funzioni gestite dai sistemi ABS, ASR, MSR e TC
ottimizzando, però il comportamento del veicolo, in ogni condizione: oltre al controllo ed alla
correzione del comportamento del veicolo nelle fasi di accelerazione e frenata (e comunque
quelle situazioni che procurano una variazione delle condizioni di rotolamento del
pneumatico), il sistema VDC gestisce il comportamento del veicolo in ogni condizione di
marcia, come ad esempio durante la percorrenza di una curva;
SENSORI: per fare ciò il sistema VDC si serve di altri due sensori in aggiunta a quelli che
costituiscono i sistemi ABS e ASR: si tratta del sensore angolo di sterzo e del sensore di
imbardata e accelerazione laterale; questi due sensori forniscono alla centralina di controllo le
informazioni necessarie per conoscere in maniera completa la dinamica del veicolo;
SICUREZZA: è opportuno specificare che il sistema VDC aumenta la sicurezza nella
conduzione della vettura, ma esistono situazioni limite che possono non essere controllabili da
detto sistema; quindi il VDC non va visto come un dispositivo che aumenta le prestazioni
della vettura, ma come un dispositivo che migliora la sicurezza della vettura; a conforto di ciò
il sistema VDC si inserisce automaticamente all’avviamento del motore e non può essere
disinserito dal guidatore, se non per quel che riguarda la funzione ASR.
CAMPO DI LAVORO: il sistema VDC interviene regolando la pressione dei freni e la coppia
del motore, sovrapponendosi alle azioni del guidatore con il duplice fine si minimizzare le
differenze fra il moto ottenuto e quello corrispondente alla volontà del guidatore e di rendere
il comportamento del veicolo in condizioni limite di aderenza simile a quello in condizioni
normali di guida; se si fa riferimento al grafico sopra riportato si nota come l’area di
intervento del VDC in relazione alla aderenza del pneumatico sia la massima rispetto a quanto
coperto da ABS ed EBD; infatti il controllo VDC opera per condizioni di aderenza che vanno
dallo scorrimento nullo al limite del bloccaggio delle ruote.
CARATTERISTICHE: le caratteristiche essenziali di questo dispositivo sono la possibilità di
intervenire su ogni singola ruota (mentre il guidatore ha a disposizione un solo comando, o il
pedale del freno o quello dell’acceleratore) per regolare la frenata o la trazione e la possibilità
di intervenire sia sulle forze longitudinali che su quelle laterali (se le ruote sono in deriva)
agendo sullo scorrimento dei pneumatici come l’ABS e l’ASR.
COSTITUZIONE: il sistema VDC costituito essenzialmente da:
centralina elettroidraulica / elettronica
sensori velocità angolare ruote
sensore angolo di sterzo
sensore imbaradata / accelerazione laterale veicolo
sensore pressione olio freni montato sulla centralina ABS
interruttore disinserimento ASR.
FUNZIONAMENTO:
Il sistema ESP riconosce la perdita di aderenza delle ruote sia in senso longitudinale che in
senso trasversale, in tutte le condizioni di marcia della vettura dalla frenata all''accelerazione,
in modo continuo per assicurare la direzionalità e la stabilità del veicolo.
La gestione del sistema ESP è affidata alla centralina elettronica A.B.S. Bosch di tipo 8.0,
integrata con una centralina elettroidraulica specifica che rende possibile l''azione
sull''impianto freni indipendente dall''azione dell''utilizzatore.
La centralina elabora i seguenti segnali:
angolo sterzo/velocità rotazione volante
accelerazione laterale e imbardata
posizione farfalla motorizzata
giri ruota
pressione impianto idraulico freni
e ricava mediante appositi algoritmi implementati nel software della centralina elettronica i
valori delle grandezze per il controllo dinamico della vettura :
scorrimento longitudinale e trasversale tra le ruote e il fondo stradale
deriva degli assali.
Da questi valori il sistema interpreta la dinamica effettiva della vettura; individuandone tutte
quelle condizioni critiche dovute a fattori ambientali, (ES. fondo con scarsa aderenza) o
eventuali errori commessi dall''utente (es. situazioni di panico), e con successivi interventi sui
freni e sulla coppia motrice riporta la vettura in condizioni di buona guidabilità.
Il sistema si interfaccia con :
N.G.E. per l''aquisizione del valore angolare dello sterzo
N.C.M. per la regolazione coppia motrice,
N.C.R. (nodo cambio robotizzato) per la gestione dei cambi marcia
N.B.C. (nodo body computer) per la trasmissione del valore di velocità vettura e per il
comando delle spie.
Lo scambio di informazioni tra questi componenti avviene tramite linea C-C.A.N e B-CAN.
Per la diagnosi del sistema vi è una linea dedicata (linea K).
Il sistema è abbinato a un gruppo di potenza con pompa freni specifica; inoltre le tubazioni tra
pompa freni e centralina A.B.S. sono dotate di un inserto in Titaflex in quanto il diametro
della tubazione risulta maggiorato (6 mm) rispetto alle normali tubazioni (4 mm); questo per
evitare influenze negative sul funzionamento del ESP a basse temperature dell''olio freni.
Il sistema ESP si inserisce automaticamente all''avviamento della vettura e non può essere
disinserito dall''utilizzatore; il pulsante posto sul mobiletto centrale disinserisce solo la
funzione A.S.R. e solo per i casi consigliati (vedi impianto A.S.R.).

CENTRALINA E GRUPPO ELETTROIDRAULICO
La centralina e il gruppo elettroidraulico per la versione ABS/ESP sono sostanzialmente
diversi in quanto cambiano sia le logiche di gestione che l’hardware per poterle attuare. Si
passa da un gruppo a 8 elettrovalvole ad un gruppo a 12 elettrovalvole.

SENSORE ANGOLO STERZO
Sensore
Angolo
sterzo
Il sensore angolo sterzo ha il compito di rilevare i gradi angolari e la velocità di rotazione del
volante e di renderne disponibili i valori sulla rete CAN.
Esistono diverse tipologie di sensore:
Il sensore è meccanico e calettato sul piantone sterzo
Il sensore è magnetico e fissato al devioluci (Fiat Stilo)
Nelle versioni con guida elettrica il sensore è ottico ed è integrato nell’elettronica del piantone
ed è lo stesso che serve al sistema guida elettrica per misurare la coppia e la direzione
applicata allo sterzo.
FUNZIONAMENTO
Il sensore, tramite la sua elettronica interna, è in grado di misurare:
la posizione angolare del piantone sterzo;
la velocità di rotazione del piantone.
Il range di funzionamento è di 1560° (ovvero di oltre 4 giri completi da sinistra a destra) con
una risoluzione di 0.1°.
Esempio di sensore angolo sterzo:
1. ingranaggi di misurazione
2. magneti
3.
4.
5.
6.
7.
elementi AMR
microprocessore
corpo sensore
piantone sterzo
corona dentata
Il piantone sterzo (6) aziona due ingranaggi di misurazione (1) attraverso una corona dentata
(7). Questi ingranaggi di misurazione incorporano dei magneti (2). Gli elementi AMR (3), che
variano la propria resistenza in funzione della direzione del campo magnetico, registrano la
posizione angolare dei magneti. I valori analogici misurati vengono inviati a un
microprocessore attraverso un convertitore A7D. Gli ingranaggi di misurazione hanno un
numero diverso di denti e quindi cambiano la loro posizione rotazionale in funzione della
posizione del volante.
Dopo alcuni giri del volante, entrambi gli ingranaggi di misurazione ritornano nella posizione
iniziale.
Questi due ingranaggi di misurazione e il loro principio di misurazione consentono di
usufruire di un campo di misurazione di più giri del volante senza bisogno di utilizzare un
contagiri. Grazie a
questa caratteristica è anche possibile effettuare la correzione delle anomalie e la verifica della
plausibilità dei singoli segnali.
CONNESSIONE ELETTRICA: il sensore è dotato di un connettore a quattro poli, due
dedicati all’alimentazione e due dedicati alla connessione con la rete C-CAN:
Pin1 = massa (pin21 centralina ABS)
Pin2 = positivo (pin 39 centralina ABS)
Pin3 = Linea C-CAN H
Pin4 = Linea C-CAN L
Nel caso di interventi sul sensore, sul volante o sul piantone sterzo, per il corretto
funzionamento del sensore è necessario eseguire la procedura di taratura tramite lo strumento
di diagnosi.

SENSORE DI IMBARDATA
DESCRIZIONE: il sensore di imbardata e di accelerazione laterale ha il compito di rilevare le
rotazioni sull’asse verticale della vettura (imbardata) e le spinte laterali.
FUNZIONAMENTO: il sensore è alimentato dalla centralina elettronica ABS e fornisce,
tramite degli elementi piezoelettrici, una tensione proporzionale alla spinta laterale ed una
proporzionale alla velocità di rotazione intorno all’asse verticale.
CARATTERISTICHE ELETTRICHE
Tensione di alimentazione: 8.2V (min) – 12V (nominale) – 16V (max)
Temperatura di funzionamento: -40°C (min) – +85°C (max)
Assorbimento nominale di corrente (a 12V): 70mA
Range del sensore di imbardata: ± 100 °/s
Risoluzione del sensore di imbardata: ± 0.3 °/s
Range del sensore di accelerazione laterale: ± 1.8 g
SEGNALE IN USCITA: il sensore di imbardata fornisce in uscita una tensione proporzionale
alla velocità di rotazione del veicolo intorno al suo asse verticale.
Analizziamo due casi estremi:
A riposo, cioè con veicolo in marcia rettilinea o in fase di curvatura a raggio costante, si ha
una tensione di riferimento pari a 2.5V.
Durante una rotazione violenta del veicolo, che si gira ad esempio di 90° rispetto alla
direzione di marcia nel giro di 1 sec, si può avere una tensione di 4V o di 1V a seconda della
direzione della rotazione.
Per tutti i casi intermedi di velocità di rotazione si può fare riferimento al grafico riportato in
figura.
MONTAGGIO: il sensore deve essere posizionato in una zona il più possibile baricentrica del
veicolo. Ad esempio su Alfa 147 è posizionato sotto al mobiletto centrale vicino alla
centralina AirBag.
CABLAGGIO
Il sensore è collegato direttamente alla centralina elettronica ABS sia come alimentazione che
come segnali di misura.
Solitamente i pin del sensore hanno le seguenti funzioni:
segnale di riferimento sensore di imbardata
segnale di test sensore di imbardata da centralina ABS
alimentazione 12V
segnale di imbardata in °/s
segnale di accelerazione laterale in g
massa

INTERRUTTORE LUCI STOP
CARATTERISTICHE: l’interruttore posto sul pedale freno, oltre la tradizionale funzione di
far accendere le luci posteriori di stop ha, in questi impianti, una molteplice serie di funzioni.
Negli esempi di cablaggio riportati in figura, si può vedere l’interazione dell’interruttore
(I30), oltre che con la centralina ABS, anche con quella della gestione motore e della gestione
cambio automatico.
Inoltre vi sono anche dei collegamenti con i sensori di imbardata e di angolo di sterzo.
LOGICHE DI CONTROLLO ABS/ESP
Come precedentemente affermato il sistema ESP oltre a controllare lo slittamento della
vettura in senso longitudinale, controlla lo slittamento in senso trasversale, e quindi la stabilità
laterale della vettura.
La stabilità laterale di una vettura e data dalla reazione dei pneumatici alle forze laterali, e
dipende dalla forza di adesione della ruota con il fondo stradale.
Si ricorda che la forza di adesione di una ruota e funzione del carico verticale che dipende
dalla situazione in cui si trova la ruota (appoggio o scarico), e dal coefficiente di attrito. il
quale dipende dalle condizioni del fondo e del pneumatico.
Quando la vettura percorre una traiettoria rettilinea le forze laterali possono considerarsi
ininfluenti a meno che non intervengano fattori esterni che ne aumentano l''intensità (es. colpo
di vento o passaggio su fondi differenti), diversamente quando si percorre una curva si ha una
forte crescita delle forze laterali dovuta all''aumento della forza centrifuga.
L''azione delle forze laterali determinano una variazione dell''angolo di deriva delle ruote e
quindi una variazione di deriva degli assali, (angolo di deriva = differenza tra la traiettoria
voluta e la traiettoria effettiva).
Le forze laterali però non agiscono in maniera uguale su tutte le quattro ruote in quanto queste
ultime non si trovano nelle stesse condizioni di carico, infatti una ruota viene caricata in modo
differente dipendentemente dalla situazione in cui si trova, queste situazioni sono :
accelerazione (alleggerimento dell''asse anteriore e caricamento dell''asse posteriore
frenata (caricamento asse anteriore e alleggerimento asse posteriore)
curva a destra/sinistra (caricamento ruote esterne e alleggerimento delle ruote interne)
curva in accelerazione/decelerazione (combinazione dei casi sopracitati).
Risulta evidente che se le forze laterali agenti sulle singole ruote variano, si avrà anche una
variazione delle forze risultanti agenti sugli assali della vettura questo fa si che il prevalere
della forze laterali agenti sull''asse anteriore rispetto a quello posteriore e viceversa determina
una rotazione (momento) sull''asse verticale della vettura (asse di imbardata).
Il momento di imbardata influenza il comportamento della vettura generando uno stato di
sottosterzo oppure uno stato di sovrasterzo.
Si definisce sottosterzante un veicolo in cui, con un''accelerazione laterale crescente, l''angolo
di deriva dell''asse anteriore aumenta maggiormente rispetto a quello dell''asse posteriore In
questo caso la vettura, percorrendo una curva, tende ad andare diritta (tende ad allargare la
curva).
Si definisce sovrasterzante un veicolo in cui, con accelerazione trasversale crescente, l''angolo
di deriva dell''asse posteriore aumenta maggiormente rispetto a quello dell''asse anteriore. In
questo caso la vettura tende ad andare in testacoda (l''asse posteriore tende ad andare diritto,
quindi la vettura chiude la curva).
Per tenere sotto controllo l''influenza delle forze laterali e quindi limitare il momento di
imbardata la centralina A.B.S. deve in primo luogo calcolare il comportamento della vettura
impostato dal guidatore tramite:
valora angolo di sterzo/velocità rotazione volante
posizione pedale acceleratore
pressione circuito freni
dopodiché la centralina verifica il comportamento effettivo della vettura tramite:
i sensori sulle ruote (velocità vettura/velocità ruote),
sensore di accelerazione laterale
sensore di imbardata .
Come si deduce da quanto sopra affermato la centralina è in grado di:
percepire le azioni effettuate dall''utente, infatti, con la posizione del volante verifica di quanti
gradi (curve a largo raggio o a corto raggio) e con quale velocità si fa ruotare il volante
(rotazioni brusche o dolci) e con la posizione della farfalla e la pressione freni se si è in
accelerazione o in frenata, in pratica come l''utente imposta la curva o devia dalla traiettoria
rettilinea.
percepire il comportamenti effettivo della vettura dato dalle variabili ambientali es. fondo
viscido reazioni della vettura a manovre non corrette da parte dell''utente ecc., al fine di
individuare il momento di imbardata e lo scorrimento laterale degli assali tramite i sensori
sulle quattro ruote e il sensore di imbardata / accelerazione laterale
Queste due operazioni sono necessarie per sovrapporre il modello matematico mappato in
centralina con il comportamento effettivo del veicolo al fine di individuare lo stato in cui si
trova la vettura (sottosterzo e sovrasterzo) e decidere l''azione sui freni e sul motore.
Variazioni brusche della traiettoria rettilinea (slalom/sorpasso)
In caso di variazioni brusche di traiettoria (es. sorpasso, slalom), la centralina individua
possibili condizioni di sovrasterzo e sottosterzo e corregge la traiettoria della vettura agendo
come nei casi precedentemente citati.
Variazione brusca della traiettoria rettilinea (marcia su fondi diversi)
La centralina è in grado di percepire le deviazioni della traiettoria e la prevalenza delle derive
degli assali correggendo la traiettoria con opportune azioni sui freni e sul motore.
Accelerazione/decelerazione brusca
La centralina agisce con la strategia A.S.R./M.S.R. controllando però anche le accelerazioni
laterali della vettura e di conseguenza regolando l''azione sui freni anteriori e posteriori e sulla
coppia motrice in modo più completo rispetto a vetture con solo ASR.
Esclusione a.s.r.
In caso di esclusione della A.S.R./M.S.R. rimangono attive le funzioni di:
A.B.S./E.B.D.
T.C. fino a una velocità vettura di 40 km. All''ora
ESP parziale.
Visualizzazione intervento esp
L''intervento del sistema ESP viene visualizzato tramite lampeggio (5 Hz d.c.50%)
dell''apposita spia su quadro strumenti.
Nota: il sistema ESP aumenta la sicurezza nella conduzione della vettura ma esistono
situazioni limite che possono non essere controllabili dal sistema ESP, quindi il sistema non
va visto come un dispositivo che aumenta le prestazioni della vettura ma come un dispositivo
che migliora la sicurezza della vettura.

SOTTOSTERZO DEL VEICOLO
Sottosterzo in curva
con ESP
SENZA ESP: se il veicolo manifesta un comportamento sottosterzante in curva tende ad
allargare la curva ed è necessario per il guidatore correggere la traiettoria impostata col
volante e diminuire la pressione sul pedale acceleratore; in verità questo comportamento non è
molto pericoloso, in condizioni normali di guida, ma diventa tale in condizioni di aderenza
critica.
CON ESP: il sistema ESP riconosce la tendenza del veicolo al sottosterzo, correggendola
frenando la ruota anteriore interna alla curva e riducendo la coppia motrice; infatti perché il
veicolo corregga la sua traiettoria è necessario applicare al veicolo stesso un momento di
imbardata tale da portare la vettura stessa verso il centro della curva.

SOVRASTERZO DEL VEICOLO
Sovrasterzo in curva
con ESP
SENZA ESP: in un veicolo la tendenza al sovrasterzo in curva si manifesta con lo
“scodamento” del veicolo; in questo caso la vettura tende al testacoda (l’asse posteriore tende
ad andare diritto e quindi la vettura chiude la curva); questo fenomeno è molto pericoloso
perché richiede da parte del conducente delle manovre spesso non intuitive (controsterzo e
modulazione del pedale acceleratore).
CON ESP: il sistema ESP corregge questo comportamento frenando la ruota anteriore esterna
alla curva; questo per generare un momento di imbardata opposto al sovrasterzo, in casi
particolari, oltre alla azione sui freni, si ha anche un incremento della velocità della ruota
motrice interna alla curva.
ASSISTENZA IN FRENATA DA PANICO
È dimostrato che in situazioni di panico non tutti i guidatori riescono ad ottenere le massime
prestazioni possibili dall''impianto frenante della propria vettura. Infatti molti di essi, pur
agendo rapidamente sul pedale freno, limitano il carico applicato; a tale limitazione
concorrono due cause:
la prima è legata al fatto che si è portati a frenare col medesimo carico con cui si frena in
condizioni normali,
la seconda è legata al timore psicologico di bloccare le ruote pur sapendo di disporre
dell''impianto ABS.
Al componente perciò è affidato il compito di riconoscere la situazione di emergenza e di
aumentare di conseguenza la pressione nell''impianto sino ad ottenere le massime prestazioni
compatibili con i limiti di aderenza del veicolo. Con un carico pedale ridotto sino ad un terzo
del valore necessario per una frenata normale si ottiene la medesima decelerazione.
Lo spazio di arresto è costituito, oltre che dallo spazio di frenata, dallo spazio percorso sia nel
tempo di reazione sia nel tempo di risposta del freno. Il dispositivo riducendo quest''ultimo
consente, specie ad alta velocità, di ridurre lo spazio di arresto.
FUNZIONE: tale sistema ha lo scopo di assistere il conducente durante la frenata di
emergenza, in modo che, riconosciuta tale situazione, sia garantita la massima pressione
frenante, indipendentemente dalla forza con cui il conducente preme sul pedale freno.
A tale sistema è affidato, perciò, il compito di riconoscere la situazione di emergenza e di
aumentare di conseguenza la pressione nell’impianto sino ad ottenere le massime pressioni
compatibili con i limiti di aderenza del veicolo. Inoltre il dispositivo riduce il tempo di
risposta del freno, consentendo, specialmente ad alta velocità, una diminuzione degli spazi di
arresto.
COSTITUZIONE: sulla Stilo la funzione di assistenza alla frenata da panico è svolta da due
componenti:
da una dispositivo meccanico contenuto nel gruppo servofreno, denominato E.V.A.
(Emergency Valve Assistance) per vetture dotate di ASR;
da un motorino posto sull’aggregato idraulico pilotato elettronicamente dalla centralina ABS
(H.B.A. Hydraulic Brake Assistance) per le vetture dotate di ESP.
EVA: il dispositivo EVA sfrutta la reazione idraulica del pompa freno per ottenere un
rapporto di asservimento molto più alto in caso di frenata di panico.
HBA: l’HBA è un modulo del software ESP che controlla il gradiente di salita della pressione
quando il guidatore effettua una frenata; il riconoscimento della frenata di emergenza avviene
quando la variazione della pressione frenante supera una soglia impostata.
Per rendere possibile ciò, all’interno del gruppo elettroidraulico, è collocato un sensore di
pressione di linea che informa la centralina in tempo reale sulla condizione del sistema
frenante. Tale sensore è utilizzato dalla centralina non solo per gestire la frenata da panico, ma
anche per controllare l’intero sistema ESP/VDC.

SERVOFRENO CON DISPOSITIVO E.V.A.
Sezione della pompa freno
Pompa freno
Sezione del gruppo di
potenza
Pompa freno
con
Dispositi
vo
E’ noto che la funzione del servofreno è quella di amplificare la forza esercitata sul pedale.
Tale funzione è realizzata sommando proporzionalmente alla forza applicata sull’asta di
spinta (dal guidatore secondo il rapporto di leva del pedale) la forza ausiliaria generata per
effetto della depressione nella camera di lavoro.
La proporzionalità (rapporto di asservimento), in un servofreno tradizionale è determinata
dalle caratteristiche elastiche del disco di reazione mentre con questo nuovo concetto è
determinata in base alla reazione idraulica che si genera nella pompa freno.
Esistono infatti due pistoni di reazione: uno comanda il rapporto di asservimento per le
applicazioni lente e l’altro quello per le applicazioni veloci (oltre i 180 +/-34 mm/sec di
velocità puntale).
Il rapporto teorico di asservimento nelle applicazioni lente risulta 6.4 daN/daN (forza in uscita
/ forza in entrata) mentre in quelle veloci risulta ben 23 daN/daN
Il grafico sotto-riportato si riferisce a FIAT Stilo in condizioni di depressione motore massima
(circa 800 mbar).
120
100
Pressione di regolazione ABS a pieno carico
su asfalto asciutto
pressione impianto [bar]
80
60
funzionamento normale
40
funzionamento in EVA
20
0
0
5
10
15
carico pedale [daN]
20
25
ASSISTENZA ALLA FRENATA IN SALITA (HILL HOLDER)
Il sistema HH (Hill Holder o “Assistente allo spunto della vettura in partenza”), ovvero
“Trattenitore della vettura in salita/discesa” è sistema integrato solo per le versioni ABS/ESP
e consente di affrontare una sosta in salita senza che il veicolo arretri involontariamente.
La funzione dell’HH è quella di supportare il guidatore in fase di partenza in salita. Infatti
l’HH è in grado di fornire automaticamente la coppia frenante sufficiente a tenere ferma la
vettura finchè la frizione non è completamente rilasciata e la coppia motore sufficiente ad
avviare la vettura confortevolmente.
Per riconoscere l’inclinazione della vettura si utilizzano due metodi a seconda del fornitore
dell’impianto ABS: il primo utilizza lo stesso sensore di imbardata/accelerazione laterale del
sistema ESP che misura anche l’inclinazione del veicolo; il secondo utilizza un sensore
dedicato che misura solo l’inclinazione del veicolo.
SISTEMA TCS (Traction Control System)
Durante le fasi di accelerazione l’unità elettronica controlla la differenza di velocità tra le due
ruote motrici. In caso di velocità diverse attua una fase di aumento pressione frenante sulla
ruota con maggiore velocità senza intervento del conducente ed una riduzione della coppia
motrice.
SISTEMA MSR (Motor Schleppmoment Regelung – Controllo della coppia motrice in
rilascio)
Durante il rilascio dell’acceleratore o durante una scalata di marcia può capitare che, a
seconda del fondo stradale e dell’aderenza, in condizione di freno motore, le ruote motrici
tendano a bloccarsi in quanto il freno motore è maggiore dell’aderenza a terra. Questo sistema
interviene velocemente attraverso un comando inviato dalla centralina ABS alla centralina
motore con richiesta di innalzare il numero dei giri motore durante la fase critica di rilascio
frizione o acceleratore in modo da far diminuire il freno motore e quindi evitare la situazione
di massima criticità.
Nota: il sistema è fondamentale per la vettura Nuova Panda 4x4, poiché proprio per la sua
caratteristica fa sì che il giunto FERGUSON non vada a peggiorare la guidabilità della vettura
in condizioni critiche, quali, ad esempio, una discesa con fondo stradale scivoloso.
Diagnosi, parametri e Calibrazioni
Le immagini seguenti fanno riferimento all’impianto ABS/ESP TRW di Lancia Ypsilon:
Le immagini seguenti fanno riferimento alle schermate di examiner relative all’impianto
ABS/VDC Bosch 8.0:
Diagnosi attive: