Autoscuola San Paolo

Elementi di sicurezza attiva come ABS, ASR/TSC, ESP O ESC, DCAS, in grado di agire direttamente sugli organi meccanici del veicolo per correggere un eventuale errore umano.

Si definiscono elementi di sicurezza attiva l’insieme di tutti gli elementi presenti su un veicolo che cercano di correggere l’errore dell’uomo evitando così il verificarsi di un incidente.

Si tratta quasi sempre di didpositivi elettronici sempre più sofisticati che agiscono direttamente sugli organi meccanici del veicolo attuando manovre correttive.

Il Sistema anti bloccaggio, dall’acronimo inglese ABS (Antilock Braking System) o tedesco (Antiblockiersystem) è un sistema di sicurezza che evita il bloccaggio delle ruote dei veicoli garantendone la guidabilità durante le frenate. Durante una frenata di emergenza o in condizioni di scarsa aderenza l’uomo non ha la sensibilità di evitare una azione esagerata sul pedale del freno e di conseguenza si avrà il bloccaggio delle ruote con allungamento degli spazi di frenatura e sbandamento del veicolo.

La nascita dell’ABS viene datata al 1978, anno in cui, prodotto dalla Bosch, venne introdotto sul mercato, anche se in realtà era dall’inizio del XX secolo che l’azienda tedesca sviluppava questo sistema, infatti nel 1936 a Robert Bosch venne assegnato il brevetto n. 671925 per un ”dispositivo anti-incollaggio freni”. Lo sviluppo dell’ABS elettronico però, che culminò con il suo debutto sulla Mercedes-Benz Classe S nel 1978, iniziò solo nel 1965.

Su ogni ruota del veicolo è posto un Encoder (trasduttore di posizione angolare), formato da un trasduttore e da una ruota fonica, che è costituita da una ruota dentata simile ad un ingranaggio che gira con la ruota del veicolo ed un sensore di prossimità induttivo fisso che rileva il passaggio dei denti di suddetta ruota.

La centralina elettronica, contando il numero di denti che passano in una data unità di tempo, calcola la velocità di rotazione della ruota e se rileva che una o più ruote sono bloccate in fase di frenata comanda la pompa idraulica in modo da diminuire la forza di frenata, in pratica esegue la stessa azione che compirebbe il guidatore rilasciando il pedale del freno. Da notare che l’ABS è un sistema unidirezionale, esso infatti esegue solo un’azione di rilascio dei freni mentre la forza di chiusura di essi deve essere fornita dal guidatore tramite il pedale del freno.

In una frenata di emergenza il guidatore devrà premere il pedale il più forte possibile senza preoccuparsi di bloccare le ruote, visto che è la centralina a diminuire tale forza fino al limite di tenuta del veicolo, inoltre è consigliabile che il conducente prema la frizione per ottimizzare la ripartizione della frenata ed evitare che il freno del motore sulle ruote motrici influenzi l’intervento della centralina dell’ABS e degli altri sistemi di controllo.

Fondamentale per l’ottimizzazione del funzionamento è la presenza dell’EBD (ripartitore elettronico della frenata), infatti con esso può essere trasferita forza frenante tra un asse e l’altro riuscendo così a sfruttare tutta l’aderenza che le ruote riescono a fornire e che normalmente è assai diversa tra avantreno e retrotreno.

Quando entra in funzione il sistema ABS il conducente avverte delle vibrazioni provenire dal pedale del freno, causate dalla variazione della pressione dell’olio nel circuito frenante. Molti incidenti sono causati da persone che, sentendo il pedale vibrare, si spaventano e rilasciano il freno non completando la frenata.

Durante la frenata parte del carico si trasferisce sull’asse anteriore (trasferimento di carico) che si abbassa e la forza verticale sulle ruote aumenta notevolmente: durante la frenata in ABS lo sterzo trema ed è consigliabile tenerlo saldamente con due mani.

La spia luminosa dell’ABS si accende all’avvio (insieme a tutte le altre: ESP, liquido freni/freno di stazionamento, motore, airbag, livello olio motore, etc…) per effettuare il check del sistema, per poi spegnersi se il check è stato superato con successo. Anche durante una frenata in ABS la spia resta spenta. Se la spia ABS resta accesa o si accende durante la marcia, allora l’ABS è in avaria: è necessario recarsi in officina per un controllo perché in caso di brusca frenata le ruote tenderanno al bloccaggio. Di norma la spia dell’ABS ha un colore rosso vivo. Attenzione: se una vettura è dotata anche di ASR (che comprende ABS) o ESP (che comprende ASR ed ABS), allora tali spie sono solitamente giallo/ocra.

Riassumendo i vantaggi dell’abs sono mantenimento della guidabilità in fase di frenata e riduzione degli spazi di frenatura!

Il ripartitore di frenata o ripartitore elettronico di frenata (in inglese detto anche EBD Electronic Brakeforce Distribution) è un dispositivo presente in alcune automobili che ha lo scopo di rendere la frenata più sicura.

Questa funzione è normalmente presente su vetture dotate di ABS essendo elemento di completezza di tale dispositivo. Durante la frenata il carico sulle ruote dell’autovettura spesso non è eguale, specie se la decelerazione è elevata; questo può provocare un possibile bloccaggio delle ruote posteriori che essendo più “scariche” hanno una minore aderenza con l’asfalto. Se tale fenomeno dovesse dunque verificarsi porterebbe a una completa mancanza di direzionalità della vettura con conseguente testa-coda. Il ripartitore di frenata evita questo inconveniente, specie in curva, alleggerendo la forza frenante su una o entrambe le ruote posteriori evitandone il bloccaggio.

I ripartitori di frenata possono essere:

• meccanici costituiti da un rubinetto, che parzializza i condotti e determina la resistenza del circuito
• elettronici dispositivi che permettono di trattare i circuiti dei freni in modo differenziato.

La ripartizione può essere:

• Fissa, la partizione della frenata non è modificabile
• Regolabile, si può modificare la partizione della frenata
• Manuale, utilizzato nelle competizioni dove è abolita l’automatizzazione, come in Formula 1 e il pilota decide di quanto spostare la frenata sull’asse anteriore o posteriore.
• Automatica, si ha un dispositivo elettronico o meccanico che regola in modo automatico la pressione massima esercitabile su ogni circuito del freno e quindi la forza frenante su ogni ruota.

Il controllo della trazione (dall’inglese traction control, TCS), chiamato anche antislittamento o antipattinamento (dall’inglese Anti-Slip o Anti-Spin ASR), è un sistema a gestione elettronica, che impedisce il pattinamento delle ruote motrici di un veicolo in fase di accelerazione e che, soprattutto per i motocicli, può essere usato anche come sistema antiimpennamento (dall’inglese Anti weeling). Questi dispositivi, apparsi nella seconda metà degli anni ottanta, hanno avuto una grandissima diffusione nel corso del decennio successivo. Attualmente tutti i costruttori li offrono di serie o come accessorio sull’intera gamma.

Questo sistema individua il pattinamento delle ruote tramite dei sensori posti su tutte le ruote e grazie ad un elaboratore elettronico che elaborando i dati acquisiti interviene su alcune variabili, le quali sono diverse secondo il tipo di controllo del sistema.

Sistemi che agiscono sui freni

La maggior parte dei differenziali montati sulle auto di serie sono caratterizzati da un grosso limite e cioè quando una ruota motrice slitta, girando a vuoto, ad esempio su terreni sdrucciodevoli, dal momento che tutta la coppia erogata dal motore va a tale ruota, quella che invece ha un minimo di aderenza non riceve potenza e di conseguenza il veicolo rimane fermo. Per ovviare a tale problema la centralina del controllo di trazione, ricevendo ulteriori dati riguardanti la ruota che ha perso aderenza anche dalla centralina dell’ABS, frena il pneumatico che pattina ridistribuendo coppia alla ruota con più aderenza e permettendo quindi l’avanzamento del veicolo.

Logicamente la centralina interviene in questo modo solo per permettere ad un veicolo rimasto impantanato di recuperare trazione e quindi di avanzare. Infatti se tale sistema fosse adottato per ridurre il pattinamento delle ruote motrici quando il veicolo è in forte accelerazione su una strada rettilinea o comunque quando il veicolo è già in movimento, si creerebbero delle forti differenze di velocità di rotazione dei pneumatici dei due assi che determinerebbero un involontario cambiamento di traiettoria e la perdita di controllo del mezzo.

Sistemi che agiscono sull’alimentazione del motore

Appena le ruote motrici slittano, la centralina del controllo di trazione interviene sull’alimentazione del motore riducendone leggermente la potenza erogata. Pertanto, essendo sottratta alle ruote motrici solo la coppia in eccesso che ne determinava il pattinamento, i pneumatici riescono a sfruttare, senza slittare, tutta l’aderenza offerta in quel momento dal manto stradale, determinando di conseguenza la massima accelerazione del mezzo. Ricordiamo a proposito un principio molto importante della fisica, il quale sostiene che ha più aderenza un oggetto che avanza su una superficie piuttosto che un oggetto che viene trascinato. Questo tipo di controllo della trazione è particolarmente adatto ad automobili dotate di potenza e coppia elevate e riescono a essere modulati soprattutto con un controllo del comando acceleratore tramite fili (guida tramite fili).
Questa tecnologia veniva usata principalmente sulle motociclette da competizione della Classe 500, quasi mai accompagnata da altri sistemi di controllo perché difficilmente applicabili e/o meno sicuri (essendo veicoli alimentati a carburatore risulta più costoso e complicato controllare la potenza tramite l’alimentazione).

Riassumendo il controllo della trazione risulta evidentemente utile in terreni poco compatti come sabbia o neve soffice o in caso di perdita di aderenza di una sola ruota; il sistema presenta degli svantaggi quando si ha il transito su terreni non compatti, quali terra battuta, neve o sabbia, ovvero terreni cedevoli: in questa situazione, quando si cerca di partire, le ruote motrici slittano fin dai primi istanti, a causa della scarsa aderenza: ma il sistema bloccherà il loro slittamento impedendo o ostacolando pesantemente, il movimento stesso del mezzo. Inoltre non è più possibile effettuare la derapata del veicolo dato che diventa impossibile far derapare le ruote. Il che può essere svantaggioso nella guida sportiva ma su auto di grande potenza questo sistema è spesso regolabile od escludibile.

Il Controllo Elettronico della Stabilità, o ESC acronimo dell’inglese Electronic Stability Control, noto anche con i nomi commerciali di ESP dal tedesco Elektronisches Stabilitätsprogramm e VDC Vehicle Dynamic Control è un sistema di sicurezza attiva per autoveicoli.

Si tratta di un sistema per il controllo della stabilità dell’automobile, che agisce in fase di sbandata, regolando la potenza del motore e frenando le singole ruote con differente intensità in modo tale da ristabilizzare l’assetto della vettura. Questo sistema è generalmente associato ai sistemi di controllo della trazione (ASR) e all’antibloccaggio delle ruote (ABS), essendo di fatto complementari nel mantenimento della stabilità del veicolo nelle varie condizioni di marcia, come nelle frenate più decise in curva, sul bagnato o fondo a bassa aderenza e in caso di frenata con aderenza diversa sulle ruote.

L’ESP si avvale di alcune informazioni che arrivano dalla vettura stessa in movimento da una serie di sentinelle:

• 4 sensori di velocità (uno per ruota) integrati nel mozzo ruota che comunicano alla centralina la velocità istantanea di ogni singola ruota.
• 1 sensore di angolo di sterzo, che comunica alla centralina la posizione del volante e quindi le intenzioni del guidatore.
• 3 accelerometri (uno per asse spaziale) normalmente posizionati a centro vettura, indicano alla centralina le forze agenti sull’automobile.
• Sensori già presenti sulla gestione motore come la posizione della farfalla dell’acceleratore e il sensore del freno.

La centralina interviene sia sull’alimentazione del motore (riducendone la coppia) sia sulle singole pinze freno, correggendo la dinamica della vettura. In particolar modo in caso di sottosterzo i freni intervengono frenando la ruota posteriore interna alla curva, creando un momento opposto alla sbandata, mentre in caso di sovrasterzo viene frenata la ruota anteriore esterna alla curva, generando sempre un movimento opposto.

L’importanza di questo strumento nella sicurezza attiva ha convinto L’Unione europea di rendere il sistema obbligatorio per i veicoli di nuova immatricolazione dal 2011.
Tale dispositivo è efficace nel correggere sia eventuali situazioni di sovrasterzo o sottosterzo, che si possono verificare in caso di errata impostazione di una curva, sia in caso di improvvisa deviazione di traiettoria, evitando lo sbandamento del veicolo.

Tra i tanti dispositivi di sicurezza attivi merita sicuramente un cenno questo recente prodotto che permette di controllare la distanza con il veicolo che ci sta davanti ed eventualmente intervenire sollevando l’acceleratore e guidando il piede verso il freno. DCAS significa “Distance Control Assist System”, un dispositivo elettronico che permette ai guidatori di controllare la distanza tra la propria auto e quella che la precede. E quindi particolarmente utile nel traffico intenso, dove serve frenare spesso.

Il funzionamento si basa su un sensore radar installato nel paraurti anteriore e capace di determinare la distanza di sicurezza e la velocità relativa di due mezzi che viaggiano l’uno davanti all’altro. Appena questa distanza viene messa in pericolo, il DCAS avvertire il conducente con un segnale acustico e con una spia sul cruscotto che lo invita a frenare. Non solo. Il pedale dell’acceleratore si solleva in automatico. Se invece il conducente rilascia l’acceleratore e non esercita alcuna pressione sul pedale il sistema applica automaticamente i freni.