Sistemas seguridad activa

1
Sistemas de seguridad activa
AA/SEI3 | 18.08.2005 | © Alle Rechte bei Robert Bosch GmbH, auch für den Fall von Schutzrechtsanmeldungen. Jede Verfügungsbefugnis, wie
Kopier- und Weitergaberecht, bei uns.
F.P.Tejeiro
RBSP/AA/SEI3

2
Seguridad internaSeguridad interna
 Equipamiento del
habitáculo
 Sistema de retención
de la columna de la
dirección
Seguridad en el
tráfico vial
Entorno Vehículo Ser humano
Seguridad activaSeguridad activa
Condiciones de
marcha
Condiciones de
visibilidad
Elementos de
manejo
Seguridad pasivaSeguridad pasiva
Seguridad externaSeguridad externa
 Comportamiento
referido a la
deformación
 Forma externa de
la carrocería
Seguridad en elSeguridad en el
tráfico vialtráfico vial

3
 Los sistemas pasivos de seguridad protegen a los pasajeros en caso de
accidente

Airbag

Cinturones de seguridad
 Los sistemas activos de seguridad ayudan a evitar los accidentes

Sistema antibloqueo de frenos ABS

Control de deslizamiento en aceleración ASR

4
Vehículos 21.4 Mio
Accidentes c. heridos 0,6 Mio
Muertos 109,381
Vehículos 231.6 Mio
Accidentes c. heridos 1.3 Mio
Muertos 39,150
Vehículos 225,7 Mio
Muertos 42,815
Vehículos 14,6 Mio
Muertos 7,090
Vehículos 81,0 Mio
Muertos 9,575
Datos año 2002
La Seguridad Vial – una cuestión de salud pública

5
Pérdida de control y derrapaje:
La mayor causa de los accidentes graves
 El 25% de todos los accidentes con lesiones graves ocurren
por pérdida de control y derrapaje
 El 60% de todos los accidentes mortales se deben a un
choque lateral provocados por pérdida de control y
derrapaje
Ayuda a prevenir la pérdida de control
activamente

6
Un estudio de Daimler Chrysler
muestra:
“... Que la proporción de
accidentes graves de Mercedes-
Benz, se ha reducido en un 30%
gracias a la introducción del ESP
como elemento de serie en sus
vehículos”
(Source: anonymous samples from the accident data provided by the German
Federal Statistics Office 1996 – 2001)

7
Programa Electrónico de Estabilidad
 Seguridad y estabilidad en todas las situaciones de conducción

8
El sistema antibloqueo ABS
 Evita que las ruedas se bloqueen al frenar y, por lo
tanto, permite mantener la maiobrabilidad del vehículo
(esquivar obstáculos)
 El vehículo está bajo control aunque se frene sobre calzadas
resbaladizas
 Por norma general, el recorrido de frenado se reduce, en comparación a
la frenada con bloqueo de las ruedas (sin ABS)

9
 La intervención sobre el sistema de control del motor
y los frenos evita que las ruedas motrices patinen
 También se puede arrancar con seguridad
en superficies resbaladizas
 El ASR reduce el riesgo de patinar cuando el conductor acelera demasiado,
por ejemplo en una curva
El control de deslizamiento en aceleración ASR

10
ABS ABS ABS ABS ABS
ASR ASR ASR ASR
EBD EBD EBD
ESP ESP
ESP
Plus
1978 1989 1994 1995 2005
Sistema anti-deslizamiento
Sistema anti-bloqueo de ruedas
Distribuidor presión de frenado
Control dinámico de trayectoria
Nuevas funciones en el ESP
Años
Funciones
Evolución del Programa Electrónico de Estabilidad

11
¿Qué hace el ESP?
 El ESP mejora activamente el seguimiento de la
trayectoria y la dirección por parte del vehículo

mediante intervenciones
en el sistema de frenos
o en el control del motor

para evitar situaciones críticas
que podrían provocar un
accidente (p. ej., patinar)

para reducir el riesgo
de choque lateral

12
¿Qué particularidad tiene el ESP ? (1)
 El ESP está atento:

vigila el comportamiento del vehículo
(dinámica longitudinal y transversal)

está pendiente de las
acciones del conductor
(si desea girar, frenar,
acelerar)

está siempre activo de fondo

13
¿Qué particularidad tiene el ESP ? (2)
 El ESP se anticipa:

a menudo detecta las situaciones críticas
incluso antes que el conductor

sopesa las diversas posibilidades
de intervención:

intervenciones de frenado
en cada rueda

intervención en el control
del motor

14
¿Por qué es tan importante el ESP? (1)
 Causas frecuentes de accidente:
El conductor pierde el control sobre el vehículo.
Por ejemplo, por:

exceso de velocidad

mala valoración del camino o de las
características de la calzada

un desvío repentino

15
 El 25 % de los accidentes con lesiones graves suelen
ser consecuencia de que el vehículo patina
(Fuente: GDV – Asociación alemana de aseguradoras)

16
 60 % de los accidentes mortales se deben a un choque
lateral o latero-frontal
 Los choques laterales suelen ser consecuencia de
que el vehículo patina por exceso de velocidad,
por un error del conductor, o por movimientos
del volante bruscos
(Fuente: GDV – Asociación alemana de aseguradoras)

17
 Recomendación de la GDV (Asociación alemana de aseguradoras)
“La experiencia demuestra que los sistemas de estabilidad de la
conducción, como el ESP, pueden evitar que el vehículo patine o,
como mínimo, permitir un mejor control. Su amplia distribución
permitiría confiar en una reducción considerable de los accidentes
más graves.”
(Fuente: Estudio RESIKO de la GDV – Asociación alemana de aseguradoras)

18
¿Cómo funciona el ESP? (1)
 El ESP analiza: ¿Qué quiere hacer el conductor?
Posición del volante
+ Velocidad de las ruedas
+ Posición del acelerador
+ Presión de frenado
= El microprocesador
reconoce la
maniobra
del conductor
Volante
Freno
Rueda

19
 El ESP estudia: ¿Cómo se comporta el vehículo?
Movimientos giratorios alrededor del eje vertical
+ Fuerzas centrífugas
= El microprocesador calcula
el comportamiento del vehículo

20
 El ESP toma el control: “conduce” gracias
a sus intervenciones en los frenos

El microprocesador determina las medidas necesarias

El grupo hidráulico regula la presión de frenado
en cada rueda en un instante

Además, el ESP puede
disminuir el par de
giro del motor
mediante el
control del motor

21
¿Cuándo se necesita el ESP? (1)
 Ejemplos:

Esquivar un obstáculo

Una maniobra repentina

Conducción sobre superficies
de calzada irregulares
(cambios en sentido
longitudinal y transversal)

22
 Esquivar un obstáculo
1) Frenado a fondo, giro del volante:
el vehículo amenaza con subvirar.
2) Incremento de la presión de frenado
atrás a la izquierda: el vehículo obedece.
3) Marcha atrás: el vehículo sobrevira. Intervención en los frenos delante
a la izquierda.
4) El vehículo se estabiliza.
1
2
3
4

23
 Una maniobra repentina
1) El vehículo amenaza con
salirse de la trayectoria:
se genera una presión de
frenado automáticamente delante a la derecha.
3) El vehículo amenaza con salirse de la trayectoria:
se genera una presión de frenado automáticamente
delante a la izquierda.
1
2
3 4

24
 Conducción sobre superficies de calzada irregulares
1) El vehículo amenaza con
salirse de la trayectoria (subvirar): Incremento de la fuerza
defrenado atrás a la derecha y reducción del par de giro del motor.
1
2

25

26
Grupo hidráulico
con Unidad Electrónica
de Control
Sensor de la velocidad de giro
Sensor de aceleración lateral
Sensor de ángulo de dirección de volante
Sensores de velocidad
de las ruedas

27
La función de los sensores de velocidad de las ruedas es informar
a la unidad de control sobre el comportamiento de las mismas
Se trata de sensores magneto resistivos, es decir, varían su resistencia en
función del campo magnético que actúa sobre ellos, los cuales tienen las
siguientes ventajas:
 Señal exacta incluso a bajo numero de revoluciones
 Poco sensible a las influencias parasitas

28
A través del sensor de aceleración transversal, la unidad
electrónica de control, detecta si existen fuerzas
laterales que tratan de sacar el vehículo de su trayectoria
prevista, y en caso afirmativo, informa de su
intensidad.
Sin la medición de la aceleración
transversal, en la unidad de control no se
puede calcular el estado efectivo de la
marcha. La función ESP se paraliza.

29
El transmisor de la magnitud de viraje tiene sus
orígenes en la tecnología de la navegación
espacial. Analiza si actúan pares de giro sobre
un cuerpo. Según su posición de montaje se
puede comprobar así el giro en torno a uno de
los ejes espaciales. En el ESP, el sensor tiene
que detectar si el vehículo gira en torno al eje
geométrico vertical.
A este respecto se habla de una medición
de la magnitud de viraje. En la versión
BOSCH se incorporaba hasta ahora un
sensor que trabaja según el principio del
giroscopio. En las últimas generaciones
de ESP ha sido reemplazado por un
sensor combinado para inercias
transversales y magnitudes de viraje,
integrados en el mismo componente

30
El transmisor se encarga de transmitir el ángulo
de giro del volante a la unidad de control ESP.
Se registra un ángulo de ±720°, equivalente a
cuatro vueltas completas del volante.
Sin la información procedente del sensor del ángulo de la dirección, el sistema
ESP no recibe información acerca de la dirección de marcha deseada. La
función ESP se desconecta.

31
El transmisor de presión de frenado informa
a la unidad de control acerca de la presión
actual en el circuito de freno.
Con ayuda de esta información, la unidad de
control calcula las fuerzas de frenado de las
ruedas y, con éstas, las fuerzas
longitudinales que actúan sobre el vehículo.
Si resulta necesaria una intervención del
ESP, la unidad de control integra este valor
en el cálculo de las fuerzas de conducción
lateral.

32
El grupo hidráulico del ESP, ha sido desarrollado a partir del grupo hidráulico del
ABS5, al que se han incorporado dos electrovávulas adicionales por cada circuito
de frenos.

33
En un sistema ABS se tiene que suministrar una pequeña cantidad de líquido
de frenos, superando una gran presión ejercida por el pedal de freno. Esta
función corre a cargo de la bomba de retorno. Sin embargo esta bomba no
puede suministrar una gran cantidad de líquido si el pedal de freno está
sometido a sólo escasa o ninguna presión, porque el líquido de frenos posee
una alta viscosidad a bajas temperaturas.
Por este motivo es necesaria una presión de precarga.
Existen dos formas de conseguir esta presión inicial:
 Mediante una bomba hidráulica para generar la presión previa en el lado
de aspiración de la bomba de retorno.
 A través del amplificador de la fuerza de frenado (servofreno) modificado
a tal efecto.

34
Funcionamiento del sistema con bomba hidráulica -1-
a: Electroválvula de conmutación
b: Electroválvula de conmutación de alta presión
c: Electroválvula de admisión
d: Electroválvula de escape
e: Cilindro de rueda
f: Bomba de retorno
g:Bomba hidráulica
h: Amplificador de la fuerza de frenado
Posición de reposo

35
Generar presión
Si el ESP interviene con un ciclo de
regulación, la bomba hidráulica empieza a
alimentar líquido de frenos del
depósito hacia el circuito de frenado.
Debido a ello está disponible rápidamente
una presión de frenado en el bombín de la
rueda y en la bomba de retorno.
La bomba de retorno inicia la alimentación
para seguir aumentando la presión de
frenado.

36
Mantener presión
La válvula de admisión se cierra. La
válvula de escape se mantiene cerrada.
La presión no puede escapar de los
bombines de freno en las ruedas.
La bomba de retorno se detiene y la
válvula de conmutación de alta presoón
se cierra.

37
Reducir presión
La válvula de conmutación se abre.
La válvula de admisión se mantiene
cerrada,mientras que la válvula de
escape se abre. Ellíquido de frenos
puede volver al depósito a través del
cilindro maestro en tándem impulsado
por la bomba de retorno.

38
Funcionamiento del sistema con amplificador de la fuerza de frenado -1-
El amplificador de la fuerza de frenado, se diferencia
esencialmente de los modelos anteriores. Aparte de
las funciones habituales, consistentes en intensificar
la presión del pie aplicada al pedal de freno,
asistiendo la operación mediante depresión
procedente del colector de admisión o de una bomba
de vacío, asume la función de generar la presión
previa para una intervención del ESP. Esto es
necesario, como ya se ha dicho, en virtud de que las
características de aspiración por parte de la bomba de
retorno no resultan siempre suficientes para generar
la presión requerida. El motivo para ello reside en la
alta viscosidad del líquido de frenos a bajas
temperaturas.

39
El conjunto consta de un cilindro maestro en
tándem (a) modificado y de un amplificador de la
fuerza de frenado o servofreno (b).
El amplificador se divide en un componente de
vacío (c) y uno de presión (d), separados por un
diafragma. Incorpora adicionalmente una unidad
electromagnética para émbolos de válvula (e).
La unidad electromagnética para émbolos de
válvula está comunicada eléctricamente con el
sistema ESP.

40
a: Electroválvula de conmutación
b: Electroválvula de conmutación de alta presión
c: Electroválvula de admisión
d: Electroválvula de escape
e: Cilindro de rueda
f: Bomba de retorno
g:Amplificador de la fuerza de frenado
h: Acumulador
Posición de reposo

41
Generar presión
El amplificador, sin necesidad de
pisar el pedal de freno, genera una
presión previa, para permitir que la
bomba de retorno pueda aspirar
líquido de frenos.
La válvula de conmutación se cierra;
y la válvula de conmutación de alta
presión está abierta.
La válvula de admisión se mantiene
abierta hasta que la rueda haya sido
frenada en la magnitud necesaria.

42
Mantener presión
Todas las válvulas se cierran.

43
Reducir presión
La válvula de escape se abre; La
válvula de conmutación está abierta o
cerrada, según sea el nivel de la
presión. La válvula de conmutación y
la válvula de admisión están cerradas.
El líquido de frenos es conducido a
través de la válvula de conmutación de
alta presión y del cilindro maestro en
tándem hacia el depósito del sistema.

44
ABS
Anti-Blockier-System (sistema antibloqueo de frenos)
Evita el bloqueo de las ruedas al frenar. A pesar del alto efecto de frenado que se
consigue, se conserva la estabilidad de la trayectoria y la direccionabilidad.
ASR
Antriebs- Schlupf-Regelung (regulación antideslizamiento de la tracción)
Evita el deslizamiento en aceleración de las ruedas motrices, p. ej. sobre hielo o grava, a
base de intervenir en los frenos y en la gestión del motor.
EBV
Elektronische Bremskraftverteilung (distribución electrónica de la fuerza de frenado)
Evita el frenado excesivo de las ruedas traseras antes de la intervención del ABS y en los
casos en que no funciona el ABS debido a averías específicas en el sistema.
Abreviaturas de los sistemas -1-
EDS
Elektronische Differentialsperre (bloqueo diferencial electrónico)
Permite la arrancada sobre pavimentos de adherencia desigual, a base de frenar la
rueda que tiende a deslizar en aceleración.

45
Abreviaturas de los sistemas -2-
ESP
Elektronisches Stabilitäts-Programm (programa electrónico de estabilidad)
Mediante intervenciones específicas en los frenos y en la gestión del
motor, evita un posible derrapaje del vehículo. También se conoce bajo
las siguientes abreviaturas:
- ASMS (Automatisches Stabilitäts-Management-System)
- DSC (Dynamic Stability Control)
- FDR (Regulación dinámica de la marcha)
- VSA (Vehicle Stability Assist)
- VSC (Vehicle Stability Control).
MSR
Motor-Schleppmoment-Regelung (regulación del par de inercia del motor)
Evita el bloqueo de las ruedas motrices al frenar con el motor, si se levanta
repentinamente el pie del acelerador o si se frena teniendo seleccionada
una gama de marchas.

46
1
: Installation rate by new car registration
2
: Installation rate by production
Source: - for Installation rate by Production Bosch
- for Installation rate by new car registration
Marketing Systems (2003) and Bosch
estimation 2004 (Status 09/04)
7%5%
2002 2003
7%
5%
2002 9%2003 2004
8%5%
2002 2003
USA2
Japón2
7%
5%
2002 9%2003 2004
1%<1%
2002 2003
China2
20%UK
25%España
35%Francia
55%Alemania
14%Italia
29%
24%
2002
UE1
2003
2003
Corea2
2004
2004
2004
2004
2002 2003 2004
11%
35% 3%
0%0%
10%
2%
2003
ESP Cuotas de Instalación

47
Muchas gracias por su atenciónMuchas gracias por su atención

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