La sicurezza di guida è stata per molti anni uno degli obiettivi principali dell'industria automobilistica. Le case automobilistiche hanno investito milioni di dollari nella ricerca di dispositivi normativi e di sicurezza e il risultato è stato un sorprendente miglioramento della sicurezza anche dei veicoli più economici. Ora è più facile che mai trovare un'auto che permetta a te e alla tua famiglia di guidare in tutta comodità e sicurezza.
Molte delle nuove tecnologie di sicurezza automobilistica si basano su computer, microcircuiti in grado di rilevare ciò che l'auto e il suo conducente stanno facendo e compensare eventuali problemi che potrebbero minacciare il benessere dell'auto e dei suoi passeggeri. Alcuni dei miglioramenti di sicurezza più impressionanti riguardano la frenata. La capacità di fermare un'auto in modo sicuro è fondamentale per prevenire gli incidenti. I sistemi di frenata antibloccaggio (ABS) sono ora presenti in quasi tutte le auto e, con l'aggiunta di perfezionamenti come il controllo elettronico dello slittamento (ESC), questi sistemi, insieme a un conducente attento, possono fermare molti incidenti prima che si verifichino.
Uno dei recenti perfezionamenti di maggior successo per i sistemi di frenatura antibloccaggio è stato elettronico distribuzione della forza frenante o EBD. L'EBD si basa sul principio che non tutte le ruote devono fare lo stesso sforzo per fermare l'auto.
EBD si basa sul principio che il peso sostenuto dalle ruote della tua auto non è distribuito uniformemente. Alcune ruote trasportano un carico più pesante di altre e richiedono più forza frenante per fermare l'auto senza che vada fuori controllo. Inoltre, la quantità di peso supportata da una ruota si sposta durante il processo di frenata, quindi la quantità di forza necessaria su ciascuna ruota può cambiare rapidamente. Un sistema EBD non solo è in grado di rilevare la quantità di peso supportata da ciascuna ruota, ma anche di modificare la quantità di potenza frenante inviata a ciascuna ruota istante per istante.
In che modo le case automobilistiche hanno raggiunto questo piccolo miracolo tecnologico? E quanto è importante per te acquistare un'auto con un sistema EBD all'avanguardia? Troverai le risposte a queste domande nelle prossime pagine.
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I pneumatici funzionano per attrito. Quando premi l'acceleratore, l'attrito tra le gomme e la strada è ciò che ti fa andare avanti. Quando premi il freno, l'attrito tra le gomme e la strada è ciò che ti rallenta. Ecco perché in condizioni di ghiaccio a volte è difficile far partire la tua auto quando vuoi, ed è ancora più difficile farla fermare.
L'attrito è anche ciò che fa muovere l'auto nella direzione in cui vuoi che vada. Quando acceleriamo, spesso diamo per scontato che l'auto si muova nella direzione in cui puntano le ruote; tuttavia, se non ci fosse attrito tra il pneumatico e la strada, l'auto potrebbe facilmente scivolare lateralmente e perdere il controllo.
È importante per la sicurezza di guida mantenere l'attrito tra il pneumatico e la strada, tuttavia ci sono una serie di condizioni in cui questo attrito può essere perso. Uno è l'accelerazione su strade ghiacciate, come accennato in precedenza, ma si può anche perdere attrito se si frena troppo forte. Lo slancio in avanti dell'auto può mantenerla in movimento a una velocità significativamente maggiore della velocità a cui girano le gomme. Questo si chiama blocco delle ruote ed è una causa comune di incidenti stradali. Una volta che accade, le gomme non aderiscono più al marciapiede e l'auto continua a viaggiare nella direzione in cui si stava dirigendo quando è iniziato lo slittamento.
La chiave per evitare uno slittamento è il rapporto di slittamento , la differenza tra la velocità di marcia dell'auto e la velocità di rotazione del pneumatico. I sistemi di frenata antibloccaggio (ABS) possono rilevare il rapporto di slittamento dei singoli pneumatici e modulare la forza frenante applicata a ciascun pneumatico in modo che il rapporto di slittamento rimanga entro un intervallo di sicurezza, evitando così uno slittamento.
Quando un'auto rallenta, il suo peso si sposta in avanti. In un'auto con motore anteriore, il peso extra in avanti aumenta l'aderenza delle gomme anteriori mentre riduce l'aderenza delle gomme posteriori. In questo modo è più probabile che le gomme posteriori si blocchino durante la frenata. Quando le ruote posteriori slittano, l'auto può iniziare a sbandare o addirittura andare in testacoda. Tradizionalmente, i sistemi frenanti includevano una valvola proporzionale per allocare la corretta quantità di forza frenante agli pneumatici anteriori e posteriori. Tuttavia, con l'ABS la valvola dosatrice non rappresenta più una soluzione ideale al problema.
È qui che entra in gioco la distribuzione elettronica della forza frenante (EBD). Con l'EBD, un computer chiamato unità di controllo elettronica (ECU) determina il rapporto di slittamento di ciascuno dei pneumatici individualmente. Se la centralina rileva che le ruote posteriori rischiano di slittare, applica una forza minore su di esse mantenendo (o, se necessario, aumentando) la forza applicata alle ruote anteriori. L'EBD è utile anche quando l'auto sta frenando durante la guida in curva. Durante la svolta, le ruote esterne dell'auto ruotano più rapidamente delle ruote interne. Se viene applicata troppa forza frenante alle ruote interne, possono bloccarsi, causando il sovrasterzo dell'auto e la perdita di controllo. EBD può rilevare lo slittamento delle ruote interne e ridurre la forza frenante su quelle ruote senza ridurre la forza sulle ruote esterne.
Come si realizzano questi miracoli elettronici? Nella pagina successiva esamineremo l'hardware e il software utilizzati da un sistema EBD per controllare individualmente la quantità di forza frenante applicata a ciascun pneumatico.
L'hardware di sicurezza e normativo utilizzato da un sistema di distribuzione elettronica della forza frenante è più o meno lo stesso dell'hardware utilizzato da un sistema di frenatura antibloccaggio senza EBD. È solo programmato in modo diverso. Ai fini dell'EBD, sono necessari tre diversi componenti hardware:sensori in grado di determinare il rapporto di slittamento di ciascuna ruota, valvole in grado di modulare la quantità di forza frenante che va a ciascuna ruota e una centralina elettronica in grado di calcolare la quantità di forza richiesta.
Sensori di velocità: Per determinare il rapporto di slittamento di una ruota, il sistema EBD necessita di due informazioni:la velocità di rotazione della ruota e la velocità dell'auto. Se la velocità alla quale gira la ruota è inferiore alla velocità alla quale si muove l'auto, la ruota sta slittando e può verificarsi uno slittamento. Un sensore è posizionato su ciascuna ruota per determinare la velocità della ruota. Non esiste un sensore specifico per misurare il movimento in avanti dell'auto. Al contrario, viene calcolata la media delle misurazioni della velocità di tutte e quattro le ruote per creare una stima della velocità complessiva del veicolo.
Modulatori della forza frenante: La forza frenante viene applicata alle ruote idraulicamente, con il liquido dei freni pompato nelle tubazioni dei freni in modo tale da azionare pneumaticamente i cilindri dei freni. Il sistema EBD può modulare la quantità di liquido dei freni che va a ciascuna ruota attraverso valvole azionate elettricamente.
Unità di controllo elettronica (ECU): La ECU è un piccolo computer integrato nel sistema di frenatura antibloccaggio. Riceve input dai sensori di velocità, calcola il rapporto di slittamento delle ruote e utilizza i modulatori della forza frenante per applicare una quantità di forza adeguata per mantenere il rapporto di slittamento di ciascuna ruota entro un intervallo ragionevole.
La maggior parte dei sistemi EBD include anche un sensore di imbardata , che rileva la rotazione del veicolo durante la svolta. Questo può essere confrontato con l'angolo del volante utilizzando un sensore dell'angolo del volante per rilevare il sovrasterzo (troppa rotazione rispetto all'angolo della ruota) o sottosterzo (rotazione insufficiente rispetto all'angolo della ruota). EBD può quindi correggere lo sterzo azionando uno dei freni posteriori. Ad esempio, se l'auto inizia a sottosterzare, viene attivato il freno posteriore interno per aumentare la rotazione dell'auto. Se l'auto inizia a sovrasterzare, viene attivato il freno posteriore esterno per diminuire la rotazione dell'auto. Il sensore di imbardata può essere utilizzato anche in combinazione con il controllo elettronico della stabilità (ESC) per prevenire incidenti di ribaltamento.
Quanto è importante per te avere un'auto con distribuzione elettronica della forza frenante? Nella prossima pagina vedremo come EBD ti aiuta a guidare in sicurezza.
Immagina di guidare lungo l'autostrada a 50 miglia orarie (80,5 chilometri orari) e di vedere un ostacolo di fronte a te, ad esempio un'auto ferma. Premi i freni ma non c'è spazio per fermarti completamente prima di entrare in collisione con il paraurti posteriore dell'auto. Disperato giri di lato il volante per aggirare l'auto ferma, anche se stai ancora premendo il freno.
Che succede? Bene, se la tua auto ha un sistema di frenatura tradizionale, potresti essere sfortunato. Il peso del veicolo in movimento può causare il bloccaggio degli pneumatici, riducendo la tua capacità di sterzare. Potresti scoprire che non puoi aggirare l'ostacolo in tempo. Oppure l'auto potrebbe sovrasterzare e perdere il controllo. Con la distribuzione elettronica della forza frenante, invece, le gomme del tuo veicolo non si bloccano e tu mantieni la capacità di sterzare. E il sovrasterzo viene impedito mantenendo la corretta forza frenante sulle ruote interne ed esterne. Di conseguenza, è più probabile che uscirai da questa situazione con la tua auto intatta e i tuoi passeggeri illesi.
Ora immagina di guidare su una superficie ghiacciata o su una strada scivolosa con l'acqua piovana. In queste condizioni è davvero facile che la tua auto sbandi. E sebbene l'EBD non sia in grado di rilevare direttamente le condizioni della strada, può dedurle dal rapporto di slittamento delle ruote e compensare di conseguenza. Se le condizioni sono diverse per ciascuna ruota, ad esempio se una ruota si trova su una zona di ghiaccio e l'altra no, questo può essere rilevato attraverso il rapporto di slittamento. Sebbene non esista una soluzione magica al problema dell'arresto di un'auto in cattive condizioni stradali, l'EBD può rendere la frenata di emergenza in queste condizioni il più sicura possibile.
Ecco un altro vantaggio meno che ovvio di EBD:quando carichi il bagagliaio della tua auto, cambia la trazione sulle ruote posteriori, il che significa che è possibile applicare più forza a queste ruote durante la frenata. Una valvola proporzionata standard non prenderebbe necessariamente in considerazione questo peso extra, ma la distribuzione elettronica del freno compensa in modo appropriato la parte posteriore della tua auto ora più pesante. EBD non è in grado di rilevare direttamente questo peso extra, ma il sistema ne viene a conoscenza attraverso il suo effetto sul rapporto di slittamento degli pneumatici.
Per affermare l'ovvio, guidare in sicurezza è importante per tutti, anche per i pedoni. La distribuzione elettronica dei freni e la tecnologia del sistema di frenata antibloccaggio, soprattutto se abbinata ad altre tecnologie di sicurezza come il controllo della trazione e il controllo elettronico della stabilità, sono un importante contributo alla sicurezza di guida e possono aiutare a mantenere te e la tua famiglia al sicuro, sia durante i lunghi viaggi che durante una semplice guida alla drogheria locale.
Per saperne di più sui dispositivi normativi e di sicurezza e altri argomenti correlati, segui i link nella pagina successiva.
