Força de frenagem aplicada ao controle de tração: confira sua função em condições críticas

Vamos, nesta edição, apresentar a função de controle de tração implementada com base no sistema ABS ativo, ou seja, com a possibilidade de aplicar força de frenagem independentemente da ação do condutor.

Introdução
As condições críticas de condução acontecem durante as fases de:

1. Frenagem intensa, para a qual a solução é o sistema antitravagem, ou ABS;

2. Aceleração intensa, ou mesmo normal, em superfícies escorregadias como neve, gelo ou pista molhada, seja em reta ou curva – em toda situação em que as rodas motrizes tendem a patinar. Nesses casos, a solução é dada pelo sistema antipatinagem ou de controle de tração, identificado com as siglas TC (do inglês Traction Control, ou controle de tração); ASR (de Anti Skid Regulation, ou regulação antipatinagem); e EDS (de Electronic Differential System, ou sistema de diferencial eletrônico). Desta forma, surge a funcionalidade ABS/TC ou ABS/ASR, que nada mais é que um sistema ABS ativo.

O efeito de patinagem aparece quando o torque produzido pelo motor supera o torque passível de ser transferido à pista pelas rodas de tração, e é transformado em aceleração. O deslizamento depende, principalmente, das condições de aderência que a pista apresente com relação aos pneus das rodas de tração.

Portanto, a função do controle de tração é assegurar a estabilidade do veículo durante as acelerações ou em situações em que as rodas de tração estão em contato com piso com diferente grau de aderência.

Assim, a sua função é similar à realizada pelo diferencial autoblocante, que é a de bloquear a transmissão de torque a uma roda motriz que esteja patinando, para transferi-lo à outra roda motriz.

Nos sistemas atuais, o controle de tração faz parte de uma estratégia mais ampla, que abrange a estabilidade do veículo como um todo.

Em particular, o controle de tração tem como base a informação de velocidade recebida dos sensores de rotação e é realizado por um conjunto de ações, que incluem:

1. Controle do torque produzido pelo motor de forma a adequá-lo àquele passível de ser transferido ao piso, naquele momento.
- Controle da injeção: desativando, convenientemente, os injetores. Ciclo Otto e Diesel ;
- Controle do avanço da ignição. Ciclo Otto;
- Controle eletrônico de torque; borboleta motorizada. Ciclo Otto.

2. Frenagem da(s) roda(s) de tração com tendência à patinação.

3. Adequando a relação de transmissão quando o veículo possui transmissão automática eletrônica.

A estratégia utilizada varia com o fabricante, mas pode se resumida em:
a) Ação sobre o freio: se uma roda motriz patina, freia essa roda;
b) Ação no motor sem borboleta motorizada: atrasa o ponto e suprime pulsos de injeção;
c) Ação no motor com borboleta motorizada (controle eletrônico de torque): fecha a borboleta e atrasa o ponto; em casos extremos, pode suprimir ciclos de injeção;
d) Ação na transmissão automática: seleciona uma relação de transmissão mais baixa para diminuir o torque fornecido às rodas.

A ação sobre o motor complementa a ação sobre os freios, com o fim de evitar esforços térmicos desnecessários nestes.

Tempo de Reação
Um fator importante no controle de tração é o tempo de reação do sistema, ou seja, o intervalo de tempo entre a detecção da tendência à patinagem e a diminuição do torque.

Nesse sentido, o melhor resultado é obtido atuando simultaneamente sobre o controle do motor e o sistema de freio. Nos sistemas com controle de torque eletrônico (borboleta motorizada), em princípio, não seria necessário intervir na ignição ou injeção. No entanto, o ajuste do avanço e a supressão de ciclos de injeção contribuem na redução do tempo de reação.

Controle do Torque Reverso
Como resultado de uma mudança a uma marcha inferior, ou ao soltar o acelerador em pista escorregadia, a ação de freio-motor, provocada pelo torque reverso do motor, pode tornar excessivo o deslizamento das rodas motrizes. Nesta situação, abrindo-se a borboleta, aumenta-se levemente o torque gerado pelo motor, reduzindo, assim, o efeito de frenagem sobre as rodas motrizes a um nível adequado à estabilidade do veículo. 

Operação do Controle de Tração
No que segue, será analisado o funcionamento do sistema de controle de tração somente no relacionado ao sistema de freios e sem abordar as ações do referido sistema, relacionadas ao controle de torque.

O controle de tração (regulação antipatinagem), no referente ao sistema de freios, utiliza a funcionalidade do ABS ativo, no qual a força de frenagem pode ser aumentada ou diminuída, independentemente da ação do motorista.

Sistema Teves MK 60
Para a descrição do funcionamento, será utilizado como exemplo o sistema ITT-Teves Mark 60. É um sistema antitravamento/antipatinação que, além da funcionalidade ABS/TC, implementa as funções próprias do sistema de estabilidade. É um exemplo, dentre muitos, de configuração atual amplamente difundida. Os avanços tecnológicos posteriores em sistemas ABS/TC praticamente não modificaram a configuração apresentada a seguir. Tais avanços foram direcionados no sentido de aperfeiçoar a funcionalidade dos programas de controle.

A figura 1 apresenta o circuito hidráulico com os principais componentes. Nele, as válvulas solenoides estão na condição de desativadas. A figura inclui, ainda, o estado em que se encontram as válvulas (NF: normalmente fechada ou NA: normalmente aberta). Esta configuração assegura uma frenagem normal (sem ABS) na eventualidade de defeito na unidade de comando ABS.

Componentes
[1] 4 x Válvula de entrada ou isolamento (NA).
[2] 4 x Válvula de alívio ou saída (NF).
[3] 2 x Válvula de alta pressão (NF).
[4] 2 x Válvula de comutação (NA).
[5] Bomba de dupla ação.
[6] Acumulador de baixa pressão.
[7] 2x Sensor de pressão.
[8] Válvula de retenção.

Funcionamento
Figura 2a. Apresenta a configuração do circuito hidráulico das rodas traseiras na condição de pedal acionado e sem regulagem ABS. Caso seja necessária a assistência, a unidade ABS modulará a pressão passando sucessivamente pelas fases de: 1) manutenção da pressão (fechando a(s) válvula(s) de isolamento da(s) roda(s) com tendência ao bloqueio), 2) redução da pressão (abrindo a(s) válvula(s) de alívio da(s) roda(s) com tendência ao bloqueio) e 3) aumento da pressão, repetindo o ciclo caso seja necessário.

A figura 2b mostra a configuração do circuito hidráulico na condição em que a roda T.E . apresenta tendência a patinar. A unidade ABS intervém gerando pressão de frenagem na roda TE. Para isso, fecha a válvula de isolamento TD, abre a válvula de alta pressão, fecha a válvula comutadora e aciona a bomba para gerar a pressão de frenagem.

A figura 2c mostra a configuração do circuito hidráulico na fase de manutenção de pressão devido à diminuição de velocidade da roda. Para isto, a unidade ABS aciona a válvula de isolamento (fechando-a) da roda TE e desativa a bomba.

A figura 2d mostra a configuração do circuito hidráulico na fase de diminuição de pressão para possibilitar um novo aumento da velocidade da roda. Para isto, a unidade ABS abre a válvula de alívio da roda TE, fecha a válvula de alta pressão, abre a válvula comutadora e ativa a bomba que, nesta fase, tem por função retornar o fluido ao reservatório.