Controle de Descida em Rampa - Em piso plano a força Fp gerada pelo peso do veículo é a responsável pela aderência ao piso e ele se movimenta pela força Fm resultante do torque fornecido pelo motor.
Já numa rampa, a força Fp se decompõe em duas forças:
1) Ff (força de aderência ao piso) e 2) Fa capaz de movimentar o veículo. A esta última se soma a força Fm gerada pelo torque do motor. Assim, a velocidade resultante da aceleração provocada pela ação de Fm+Fa aumenta constantemente.
Para manter a velocidade dentro dos padrões de segurança, em veículos sem esta opção de assistência, o condutor deve liberar o acelerador, reduzir a marcha e aplicar o freio.
Já nos veículos com o controle de descida em rampa, a velocidade é mantida constante sem a intervenção do condutor, se cumpridas as seguintes condições:
- Velocidade inferior a 30 km/h;
- Gradiente superior a 20%;
- Motor funcionando;
- Acelerador e freio não acionados.
A velocidade que o sistema deve manter depende da velocidade com a qual o veículo se aproxima da rampa e da marcha engatada.
O sistema mantém a velocidade constante nas 4 rodas, modulando a pressão do freio individualmente. Ao acionar o freio ou o acelerador, a assistência é interrompida.
Nota: Alguns sistemas de estabilidade incluem ainda, a opção ABL (Adaptive Brake Light ou luz de freio adaptativa). Com isto, durante as frenagens intensas acima de 50 km/h, as luzes de freio são acionadas de forma intermitente, alertando com isto, o condutor do veículo que o segue atrás. Assim que é aliviado o pé do pedal, as luzes iluminam de forma contínua, como nas frenagens normais.
Assistência de Partida em Aclive - A função deste componente do sistema de estabilidade do veículo é facilitar a partida em pendente sem a necessidade de utilizar o freio de mão.
Nota: Como mostra a figura acima, o peso do veículo (força Fp) se decompõe em duas forças: 1) Ff (força de aderência ao piso) e 2) Fa que tende a fazer o veículo retroceder.
As seguintes são as condições para a ativação do sistema de assistência:
- O veículo está estacionário. Informação fornecida pelos sensores de velocidade das rodas.
- O freio está acionado. Informação do sensor de posição do pedal.
- A pendente é maior que 5%. Informação do acelerômetro longitudinal.
- A porta do condutor está fechada.
- O motor está funcionando. Informação proveniente da UC do motor.
Com esta função, ao tirar o pé do freio para acionar o acelerador, a pressão do freio é mantida por alguns segundos (fechando as válvulas de comutação do sistema ABS) evitando assim, a descida do veículo antes que a potência necessária esteja disponível.
Assim que o motorista aumenta o torque de tração, o sistema de assistência reduz a pressão do freio o suficiente (abrindo gradualmente, as válvulas de comutação) para o veículo não retroceder sem, ao mesmo tempo, restringir a partida. A assistência cessa no momento em que o torque de tração gera uma força igual e de sentido contrário à componente Fa. Esta função suporta também a partida de ré em rampa quando detectada a marcha à ré engatada.
Freio eletromecânico de estacionamento. Este sistema, identificado na literatura com a sigla EPB (Electromechanical Praking Brake ou freio eletromecânico de estacionamento), permite a eliminação dos componentes do freio de mão: alavanca e cabos.
O controle do freio eletromecânico é feito por uma unidade de comando (UC EPB) dedicada que, através da rede CAN, se comunica com a UC ABS. O acionamento do freio de estacionamento pode ser feito: 1) através de um botão no painel ou 2) pela própria UC EPB em caso de emergência ou como complemento a uma ação de assistência do sistema de estabilidade ESC do veículo.
A figura acima corresponde à configuração utilizada em veículos VW/Audi, em que tambores de freio estão integrados aos discos das rodas traseiras. O atuador é constituído de um motor elétrico associado a um mecanismo redutor de acionamento. Este último transforma o movimento de rotação do motor em deslocamento linear dos pinos através dos quais as sapatas são separadas comprimindo assim, as lonas contra o tambor.
A figura acima apresenta a configuração na qual o atuador eletromecânico age diretamente sobre o pistão de freio que aciona as pinças.
O motor elétrico, através de um conjunto redutor (engrenagem harmônica de relação 50:1), aciona um fuso que movimenta a haste de empuxo (que funciona como porca) que, por sua vez, pressiona mecanicamente o pistão. Em função da alta relação de transmissão, o torque necessário pode ser obtido com um motor elétrico de dimensões reduzidas.
A figura abaixo apresenta a configuração utilizada em veículos BMW e Land Rover, entre outros, em que o atuador atua o freio de estacionamento convencional, através do cabo Bowden. Como resultado, é eliminado o pedal ou a alavanca do freio de estacionamento. O atuador está instalado no chassi, sobre o eixo traseiro.
O motor elétrico, através do conjunto redutor engrenagem/fuso sem fim, aciona o conjunto porca/fuso sem fim o que, por sua vez, pela ação dos braços, movimenta as polias de forma a tensionar/liberar o cabo Bowdem.
Funções
Na sua função específica, o freio eletromecânico é aplicado:
- Ao pressionar o botão do freio eletromecânico de estacionamento.
- Se está habilitada a função “auto-hold” (denominação da VW) ou “parada automática” o freio de estacionamento é aplicado automaticamente (sem pressionar o botão) nas seguintes situações: 1) desligando a ignição ou 2) destravando o cinto de segurança do condutor ou 3) abrindo a porta do lado do condutor.
Com a opção “auto-hold” habilitada, o freio eletromecânico complementa a ação do sistema ESC (Controle Eletrônico de Estabilidade) nas seguintes situações:
1. Assistência de partida em aclive. Ao frear e parar em rampa, o veículo é impedido de retroceder ou avançar pelo sistema ESC, que mantém a pressão de frenagem durante aproximadamente, 3 minutos após o que é acionado o freio eletromecânico de estacionamento. Isto, para evitar o superaquecimento das válvulas da unidade eletro-hidráulica. A pressão do circuito de freio é reduzida abrindo as válvulas de alívio e de comutação da unidade eletro-hidráulica ABS e ativando a bomba para retorno do fluido ao reservatório. Durante a intervenção do sistema ESC o pedal de freio não precisa estar pressionado.
Ao pressionar o acelerador para arrancar em subida, o freio de estacionamento não é liberado até que a força resultante do torque de tração seja maior que a força que faz o veículo retroceder.
Para o cálculo do torque necessário para liberar o freio, a UC ESC utiliza as seguintes informações: 1) ângulo de inclinação recebido do sensor de aceleração longitudinal, 2) torque do motor, 3) posição do acelerador, 4) posição do pedal da embreagem (transmissão manual) ou marcha selecionada (transmissão automática) e 5) sentido desejado (marcha à ré ou à frente).
2. Assistência na condição de “anda e para”. Ao parar (em farol, por exemplo) com motor funcionando, a função “auto-hold” é ativada e o freio de estacionamento é aplicado. Ao apertar o acelerador o freio é liberado.