Fonctionnement de la répartition électronique de la force de freinage

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Galerie d'images de freins Les systèmes de freinage électroniques, comme le système de commande de freinage Bosch ESP8 illustré ici, détectent les situations critiques et aident le conducteur à garder un contrôle total sur le véhicule. Voir plus de photos de freins. Gracieuseté de Bosch

La sécurité de conduite est une priorité majeure de l'industrie automobile depuis de nombreuses années. Les constructeurs automobiles ont investi des millions de dollars dans la recherche de dispositifs de sécurité et de réglementation et le résultat a été une amélioration étonnante de la sécurité des véhicules les moins chers. Il est maintenant plus facile que jamais de trouver une voiture qui vous permettra, à vous et à votre famille, de rouler confortablement et en toute sécurité.

Bon nombre des nouvelles technologies de sécurité automobile sont basées sur des ordinateurs, des micro-circuits capables de détecter ce que font la voiture et son conducteur et de compenser les problèmes susceptibles de menacer le bien-être de la voiture et de ses passagers. Certaines des améliorations de sécurité les plus impressionnantes concernent le freinage. La capacité d'arrêter une voiture de manière sûre est cruciale pour prévenir les accidents. Des systèmes de freinage antiblocage (ABS) se trouvent maintenant dans presque toutes les voitures, et avec l'ajout de raffinements comme le contrôle de dérapage électronique (ESC), ces systèmes, ainsi qu'un conducteur d'alerte, peuvent arrêter de nombreux accidents avant qu'ils ne se produisent..

L'une des améliorations récentes les plus réussies des systèmes de freinage antiblocage a été électronique répartition de la force de freinage, ou EBD. EBD est basé sur le principe que toutes les roues n'ont pas besoin de déployer le même effort pour arrêter la voiture.

EBD est basé sur le principe que le poids supporté par les roues de votre voiture n'est pas uniformément réparti. Certaines roues supportent une charge plus lourde que d'autres et nécessiteront plus de force de freinage pour arrêter la voiture sans qu'elle ne devienne incontrôlable. En outre, la quantité de poids supportée par une roue se déplace pendant le processus de freinage, de sorte que la quantité de force nécessaire à chaque roue peut changer rapidement. Un système EBD peut non seulement détecter le poids supporté par chaque roue, mais aussi modifier la quantité de puissance de freinage envoyée à chaque roue instant par instant..

Comment les constructeurs automobiles ont-ils réalisé ce petit miracle technologique? Et dans quelle mesure est-il important pour vous d'acheter une voiture avec un système EBD à la pointe de la technologie? Vous trouverez les réponses à ces questions dans les prochaines pages.

Contenu
  1. Explication de la répartition électronique de la force de freinage
  2. Composants de répartition électronique de la force de freinage
  3. Avantages de la répartition électronique de la force de freinage
Le frottement entre les pneus de votre voiture et la surface de la route est également essentiel pour l'accélération et le freinage. © iStockphoto.com / Greg McCracken

Les pneus fonctionnent par friction. Lorsque vous appuyez sur l'accélérateur, la friction entre les pneus et la route est ce qui vous fait avancer. Lorsque vous appuyez sur le frein, la friction entre les pneus et la route est ce qui vous ralentit. C'est pourquoi, dans des conditions glaciales, il est parfois difficile de faire bouger votre voiture quand vous le souhaitez - et encore plus difficile de l'arrêter..

Le frottement est également ce qui fait avancer la voiture dans la direction que vous souhaitez qu'elle aille. Lorsque nous accélérons, nous prenons souvent pour acquis que la voiture se déplacera dans la direction que les roues pointent; cependant, s'il n'y avait pas de friction entre le pneu et la route, la voiture pourrait facilement glisser sur le côté et devenir incontrôlable.

Il est important pour la sécurité de conduite de maintenir le frottement entre le pneu et la route, mais il existe un certain nombre de conditions dans lesquelles ce frottement peut être perdu. L'une d'entre elles est l'accélération sur les routes verglacées, comme mentionné ci-dessus, mais la friction peut également être perdue si vous freinez trop fort. L'élan avant de la voiture peut la maintenir en mouvement à une vitesse nettement supérieure à la vitesse à laquelle les pneus tournent. C'est appelé blocage de roue et c'est une cause fréquente d'accidents de la route. Une fois que cela se produit, les pneus n'adhèrent plus à la chaussée et la voiture continue de rouler dans la direction dans laquelle elle se dirigeait lorsque le dérapage a commencé.

La clé pour éviter un dérapage est la rapport de glissement, la différence entre la vitesse à laquelle la voiture se déplace et la vitesse à laquelle le pneu tourne. Les systèmes de freinage antiblocage (ABS) peuvent détecter le rapport de glissement des pneus individuels et moduler la force de freinage appliquée à chaque pneu afin que le taux de glissement reste dans une plage de sécurité, évitant ainsi un dérapage.

Lorsqu'une voiture ralentit, son poids se déplace vers l'avant. Dans une voiture à moteur avant, le poids supplémentaire à l'avant augmente l'adhérence des pneus avant tout en réduisant l'adhérence des pneus arrière. Cela rend les pneus arrière plus susceptibles de se bloquer pendant le freinage. Lorsque les roues arrière patinent, la voiture peut commencer à faire une queue de poisson ou même faire une vrille. Traditionnellement, les systèmes de freinage comprenaient une soupape de dosage pour attribuer la quantité correcte de force de freinage aux pneus avant et arrière. Cependant, avec l'ABS, la vanne de dosage ne fournit plus une solution idéale au problème.

C'est là qu'intervient la répartition électronique de la force de freinage (EBD). Avec l'EBD, un ordinateur appelé unité de commande électronique (ECU) détermine le rapport de glissement de chacun des pneus individuellement. Si l'ECU constate que les roues arrière risquent de glisser, il leur applique moins de force tout en maintenant (ou, si nécessaire, en augmentant) la force appliquée aux roues avant. EBD est également utile lorsque la voiture freine en conduisant dans un virage. En tournant, les roues extérieures de la voiture tournent plus rapidement que les roues intérieures. Si trop de force de freinage est appliquée sur les roues intérieures, elles peuvent se bloquer, provoquant un survirage et une perte de contrôle de la voiture. EBD peut détecter le glissement des roues intérieures et réduire la force de freinage sur ces roues sans réduire la force sur les roues extérieures.

Comment ces miracles électroniques sont-ils accomplis? Sur la page suivante, nous examinerons le matériel et les logiciels utilisés par un système EBD pour contrôler individuellement la quantité de force de freinage appliquée à chaque pneu..

Un laser de précision est utilisé au centre d'ingénierie Bosch à Abstatt, en Allemagne, pour mesurer la vibration intrinsèque d'une unité de commande de frein. Gracieuseté de Bosch

Le matériel de sécurité et de réglementation utilisé par un système de distribution électronique de la force de freinage est sensiblement le même que le matériel utilisé par un système de freinage antiblocage sans EBD. C'est juste programmé différemment. Aux fins de l'EBD, trois pièces différentes de matériel sont nécessaires: des capteurs qui peuvent déterminer le rapport de glissement de chaque roue, des soupapes qui peuvent moduler la quantité de force de freinage qui va à chaque roue et une unité de commande électronique qui peut calculer la quantité de force requise.

Capteurs de vitesse: Pour déterminer le rapport de glissement d'une roue, le système EBD a besoin de deux informations: la vitesse à laquelle la roue tourne et la vitesse de la voiture. Si la vitesse à laquelle la roue tourne est plus lente que la vitesse à laquelle la voiture se déplace, alors la roue patine et un dérapage peut en résulter. Un capteur est placé sur chaque roue pour déterminer la vitesse de la roue. Il n'y a pas de capteur spécifique pour mesurer le mouvement vers l'avant de la voiture. Au lieu de cela, les mesures de vitesse des quatre roues sont moyennées pour créer une estimation de la vitesse globale du véhicule.

Modulateurs de force de freinage: La force de freinage est appliquée aux roues hydrauliquement, le liquide de frein étant pompé dans les conduites de frein de manière à activer pneumatiquement les cylindres de frein. Le système EBD peut moduler la quantité de liquide de frein allant à chaque roue via des soupapes à commande électrique.

Unité de commande électronique (ECU): L'ECU est un petit ordinateur intégré dans le système de freinage antiblocage. Il reçoit l'entrée des capteurs de vitesse, calcule le rapport de glissement des roues et utilise les modulateurs de force de freinage pour appliquer une force appropriée afin de maintenir le rapport de glissement de chaque roue dans une plage raisonnable..

La plupart des systèmes EBD comprennent également un capteur de lacet, qui détecte la rotation du véhicule lorsqu'il tourne. Cela peut être comparé à l'angle du volant en utilisant un capteur d'angle du volant détecter survirage (trop de rotation par rapport à l'angle de la roue) ou sous-virage (pas assez de rotation par rapport à l'angle de la roue). EBD peut alors corriger la direction en activant l'un des freins arrière. Par exemple, si la voiture commence à sous-virer, le frein arrière intérieur est activé pour augmenter la rotation de la voiture. Si la voiture commence à survirage, le frein arrière extérieur est activé pour diminuer la rotation de la voiture. Le capteur de lacet peut également être utilisé avec Contrôle de stabilité éléctronique (ESC) pour éviter les accidents de retournement.

Dans quelle mesure est-il important pour vous d'avoir une voiture avec répartition électronique de la force de freinage? Sur la page suivante, nous verrons comment EBD vous aide à conduire en toute sécurité.

Conduire sur des routes couvertes de glace - ou d'élans soudainement émergents - sont des risques de circulation typiques en Europe du Nord. Les systèmes de contrôle des freins tels que l'ABS et le programme de stabilité électronique (ESP) augmentent la sécurité dans ces situations critiques. Gracieuseté de Bosch

Imaginez que vous conduisez sur l'autoroute à 50 miles par heure (80,5 kilomètres par heure) et que vous voyez un obstacle devant vous - une voiture à l'arrêt, par exemple. Vous appuyez sur les freins, mais il n'y a pas de place pour s'arrêter complètement avant d'entrer en collision avec le pare-chocs arrière de la voiture. En désespoir de cause, vous tournez le volant d'un côté pour contourner la voiture arrêtée, même lorsque vous appuyez toujours sur le frein.

Ce qui se produit? Eh bien, si votre voiture est équipée d'un système de freinage traditionnel, vous n'aurez peut-être pas de chance. Le poids changeant du véhicule peut provoquer le blocage des pneus, ce qui réduit votre capacité à diriger. Vous constaterez peut-être que vous ne pouvez pas contourner l'obstacle à temps. Ou la voiture peut survirer et devenir incontrôlable. Avec la répartition électronique de la force de freinage, par contre, les pneus de votre véhicule ne se bloquent pas et vous gardez la capacité de diriger. Et le survirage est évité en maintenant la force de freinage appropriée sur les roues intérieures et extérieures. En conséquence, vous êtes plus susceptible de sortir de cette situation avec votre voiture intacte et vos passagers indemnes.

Imaginez maintenant que vous conduisez sur une surface glacée ou sur une route recouverte d'eau de pluie. Dans ces conditions, il est très facile pour votre voiture de déraper. Et bien qu'EBD ne puisse pas détecter directement les conditions routières, il peut les déduire du rapport de glissement des roues et compenser en conséquence. Si les conditions sont différentes pour chaque roue - par exemple, si une roue est sur une plaque de glace et l'autre pas - cela peut être détecté par le rapport de glissement. Bien qu'il n'y ait pas de solution magique au problème de l'arrêt d'une voiture dans de mauvaises conditions routières, l'EBD peut rendre le freinage d'urgence dans ces conditions aussi sûr que possible..

Voici un autre avantage moins qu'évident de l'EBD: lorsque vous chargez le coffre de votre voiture avec des bagages, cela change la traction sur vos roues arrière, ce qui signifie que plus de force peut être appliquée à ces roues pendant le freinage. Une soupape de dosage standard ne prendrait pas nécessairement en compte ce poids supplémentaire, mais la distribution électronique des freins compense de manière appropriée l'arrière maintenant plus lourd de votre voiture. EBD ne peut pas détecter directement ce poids supplémentaire, mais le système en prend conscience grâce à son effet sur le rapport de glissement des pneus.

Pour dire l'évidence, il est important pour tout le monde de conduire en toute sécurité, même les piétons. La distribution électronique des freins et la technologie du système de freinage antiblocage, en particulier lorsqu'elle est associée à d'autres technologies de sécurité telles que l'antipatinage et le contrôle électronique de la stabilité, est une contribution majeure à la sécurité de conduite et peut vous aider, vous et votre famille, à rester en sécurité, que ce soit lors de longs trajets ou simplement en voiture à l'épicerie locale.

Pour en savoir plus sur la sécurité et les dispositifs réglementaires et d'autres sujets connexes, suivez les liens sur la page suivante.

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Sources

  • Carley, Larry. «Distribution électronique des freins: la technologie émergente offre des opportunités de service». Importer une voiture. 1er février 2009. (3 novembre 2009) http://www.import-car.com/Article/46362/Electronic.aspx
  • Ribbens, William B. «Comprendre l'électronique automobile». Sixième édition. 2003. Elsevier Science. Burlington, Mass.



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