O objetivo da presente matéria é o de apresentar 3 exemplos de funções implementadas nos atuais sistemas de estabilidade veicular, identificados entre outras, com a sigla ESC. As funções analisadas são: Distribuição Eletrônica da Pressão de Frenagem, Desaceleração Máxima do Eixo Traseiro e Prevenção contra Rolagem em Curvas.
1. Distribuição Eletrônica da Pressão de Frenagem
Função conhecida, entre outras, com a sigla EBD (Electronic Brake-pressure Distribution). Basicamente, a sua função é evitar a sobre-pressão de frenagem e conseqüente travamento das rodas traseiras, antes mesmo da ação ABS. Substitui a função desempenhada pela válvula equalizadora ou proporcional.
Devido à característica construtiva dos veículos com motor dianteiro, a carga sobre as rodas traseiras é significativamente menor que sobre as rodas dianteiras (fig.[1a]). Portanto, para conseguir uma estabilidade dinâmica adequada, faz-se necessário distribuir convenientemente a força de frenagem aplicada a cada eixo. 
Num sistema convencional, a função de distribuição da força de frenagem corresponde à válvula proporcional ou equalizadora, a qual é calibrada para reduzir, numa porcentagem fixa, a pressão hidráulica aplicada ao freio das rodas traseiras.
Tipicamente, durante as frenagens severas, o peso se desloca para as rodas dianteiras aliviando significativamente, aquele que atua sobre as traseiras (fig.[1b]), provocando uma inclinação do veículo em torno do eixo transversal o que pode resultar no bloqueio das rodas traseiras devido à redução da força de contato (perda de aderência) com o piso.
Nessa situação e para evitar o bloqueio, a pressão é reduzida em aproximadamente, 50%. Isto, por sua vez, representa uma solução de compromisso já que as reais necessidades dependem do peso suportado pelo eixo traseiro (que é variável) e do tipo de pavimento sobre o qual se desloca o veículo (seco, molhado, sem aderência, etc). Para contornar a limitação do peso alguns veículos possuem válvula proporcional conectada mecanicamente à suspensão. Assim, dependendo do peso suportado se modifica a altura o que por sua vez, através da conexão mecânica, resulta na alteração da calibração da válvula equalizadora de forma a aumentar/diminuir a pressão aplicada nos freios traseiros em função do aumento/diminuição do peso suportado.
As válvulas equalizadoras podem ser dos seguintes tipos:
- Ponto fixo de início da redução de pressão: A partir de certo ponto, a pressão sobre os freios traseiros aumenta em menor proporção que a dos dianteiros. (fig.[1c])
- Ponto variável de início da redução de pressão: O ponto a partir do qual a pressão nas rodas traseiras aumenta em proporção menor, é variável e dependente da carga do veículo. (fig[1d])
Assim, dependendo do peso suportado se modifica a altura o que por sua vez, através da conexão mecânica, resulta na alteração da calibração da válvula equalizadora de forma a aumentar/diminuir a pressão aplicada nos freios traseiros em função do aumento/diminuição do peso suportado.
Por outro lado, nos veículos com ABS, a válvula proporcional é eliminada e a pressão hidráulica de frenagem é controlada eletronicamente.
Com base na informação dos sensores de velocidade, o módulo de controle monitora constantemente, a velocidade de rotação das rodas e consegue detectar a condição de frenagem excessiva das rodas traseiras. Nesse caso, modula a pressão aplicada às rodas traseiras com ciclos de aumento, manutenção e redução de pressão de forma a obter a máxima força de frenagem possível em ambos os eixos evitando ao mesmo tempo, o deslizamento das rodas traseiras e com isto, a perda de dirigibilidade.
A figura [1e] apresenta as curvas de variação da pressão sobre os freios traseiros em função da pressão sobre os freios dianteiros para diferentes casos de equalização.
- Curva [1]: Corresponde ao caso em que não equalização.
- Curva [2]: Corresponde ao caso de equalização de ponto fixo.
- Curva [3]: Corresponde ao caso de equalização eletrônica conseguida com modulação ABS da pressão de frenagem (curva [4]). 
2. Desaceleração Máxima do Eixo Traseiro.
Função oposta à EBD, que auxilia na frenagem de veículos com carga no eixo traseiro (fig.[2]). Ao contrário da função de distribuição da força de frenagem (EBD), neste caso, o maior peso permite a aplicação de uma maior pressão para conseguir um melhor efeito de frenagem. Basicamente, o objetivo desta função consiste em atingir o ponto de intervenção ABS tanto no eixo dianteiro como no traseiro otimizando assim, o efeito da frenagem.
Ao pisar no freio e após a intervenção ABS no eixo dianteiro, o sistema monitora as rodas traseiras para determinar um eventual bloqueio. Em função do maior peso no eixo traseiro, a condição de bloqueio não é atingida geralmente, devido à maior adesão por fricção das rodas traseiras. É nesse momento que a unidade de estabilidade ESC aumenta a pressão de frenagem nas rodas traseiras independentemente da ação do condutor. Isto, até o ponto onde também, na iminência de travamento, começa a aplicar a regulagem ABS às rodas traseiras. Como resultado, consegue-se um ótimo efeito de frenagem garantindo simultaneamente, a estabilidade do veículo. O importante a ser salientado é que a função de desaceleração (aumento da pressão de frenagem) só é aplicada se a regulagem ABS está já, acontecendo no eixo dianteiro.
3. Prevenção contra Rolagem em Curvas
Função conhecida, entre outras, com a sigla ROP (Roll-Over Prevention). Esta função é utilizada pelo sistema ESC, para compensar o torque em torno do eixo longitudinal do veículo, em curvas e durante manobras rápidas de mudança de direção. Seu objetivo é reagir antecipadamente, às forças que podem resultar na rolagem excessiva e eventual capotamento do veículo.
A função ROP é aplicada, principalmente, em vans e veículos off-road nos quais o risco é maior devido ao alto centro de gravidade, mesmo obedecendo os limites de velocidade.
- Rolagem. Numa curva, a aceleração transversal Alat gera uma força centrífuga Ft aplicada no centro de gravidade Cg do veículo (fig.[3a]). Como resultado, o momento torçor Mt1, gerado pela força Ft, faz a carroçaria girar um ângulo a em torno do eixo longitudinal Er (eixo de rolagem) e a inclina no sentido externo da curva. O momento Mt1 é função do peso, velocidade, raio da curva, altura do centro de gravidade Cg com relação ao eixo longitudinal Er (distância h) e do grau de atrito (fricção) dos pneus.
O veículo se inclina até que o torque Mt1 é compensado pelo torque M1 gerado pela força de resistência das barras estabilizadoras e das molas comprimidas da suspensão externa. Para iguais condições de peso, velocidade, raio da curva e atrito, quanto maior distância h, maior o ângulo de rolagem a.
Simultaneamente, a força Ft gera o torque Mt2 em torno do ponto D, de contato dos pneus com o solo, que tende a tombar o veículo. Mt2, por sua vez, é compensado pelo torque M2 gerado pela força Fp resultante do peso do veículo.
A partir do momento em que a inclinação máxima (ângulo a máximo), permitida pela resistência das barras estabilizadoras e pela compressão das molas é atingida, as seguintes são as possíveis situações:
a) Força Ff maior que Ft e Mt2 menor que M2. O veículo segue a trajetória pretendida. Ff é a força resistente gerada pelo atrito dos pneus com o solo e que assegura a dirigibilidade do veículo.
b) Força Ft maior que Ff. O veículo desliza passando geralmente, à condição de sobre-esterçamento.
c) Força Ft menor que Ff e Mt2 maior que M2. O veículo tomba.
Ao se movimentar na curva (fig.[3b]), o veículo experimenta uma aceleração transversal que gera a força lateral a que, agindo sobre o centro de gravidade e em conjunto com a aderência friccional (atrito) dos pneus, provoca a rolagem da carroçaria pela ação do momento em torno do eixo longitudinal.
Por sua vez, as forças de direção, resultantes do atrito entre os pneus dianteiros e o piso, geram o momento de viragem em torno do eixo vertical o que reforça o efeito de rolagem. Ambos os momentos atuam no sentido da desestabilização do veículo. A ação do primeiro pode resultar no capotamento e a do segundo, no deslizamento por sobre-esterçamento.
Com base nas informações dos sensores de aceleração lateral, taxa de viragem e velocidade das rodas e comparando com mapas armazenados na memória, o sistema de estabilidade ESC consegue se antecipar a possíveis instabilidades.
- Em veículos sem suspensão ativa: O veículo é estabilizado reduzindo a aceleração transversal o que se consegue freando a roda dianteira externa e diminuindo a potência de tração. A diminuição da aceleração transversal resulta conseqüentemente, na redução da força lateral que provoca a rolagem.
- Em veículos com suspensão ativa: O sistema de estabilidade ESC, através da unidade de suspensão ativa, nivela a carroçaria atuando sobre as molas pneumáticas ou hidráulicas ou sobre as barras estabilizadoras ativas. No entanto, se persistir a tendência ao sobre-esterçamento, intervém o sistema ABS ativo que freia a roda dianteira externa.
Humberto Manavella é autor dos livros "Emissões Automotivas", "Controle Integrado do Motor", "Eletroeletrônica Automotiva" e "Diagnóstico Automotivo Avançado".
Mais informações: (11) 3884-0183 www.hmautotron.eng.br
