In particolare si tratteranno:

1. ABS
2. EBD
3. TCS
4. ASR
5. ESP

Sistema di sicurezza che evita il bloccaggio delle ruote dei veicoli in fase di frenata; esso permette il mantenimento della guidabilità durante le frenate di emergenza e una riduzione degli spazi di frenata. Funzionamento: su ogni ruota del veicolo è posto un Encoder (trasduttore di posizione angolare), formato da un trasduttore e da una ruota fonica, che è costituita da una ruota dentata simile ad un ingranaggio che gira con la ruota del veicolo ed un sensore di prossimità induttivo fisso che rileva il passaggio dei denti di suddetta ruota. La centralina elettronica, contando il numero di denti che passano in una data unità di tempo, calcola la velocità di rotazione della ruota e se rileva che una o più ruote sono bloccate in fase di frenata comanda la pompa idraulica in modo da diminuire la forza di frenata, in pratica esegue la stessa azione che compirebbe il guidatore rilasciando il pedale del freno. Da notare che l'ABS è un sistema unidirezionale, esso infatti esegue solo un'azione di rilascio dei freni mentre la forza di chiusura di essi deve essere fornita dal guidatore tramite il pedale del freno. In una frenata di emergenza il guidatore deve premere il pedale il più forte possibile senza preoccuparsi di bloccare le ruote, visto che è la centralina a diminuire tale forza fino al limite di tenuta del veicolo. Fondamentale per l'ottimizzazione del funzionamento è la presenza dell'EBD (ripartitore elettronico della frenata), infatti con esso può essere trasferita forza frenante tra un asse e l'altro riuscendo così a sfruttare tutta l'aderenza che le ruote riescono a fornire e che normalmente è assai diversa tra avantreno e retrotreno. Oggi tale sistema si è evoluto con alcune migliorie, dove si è passati dalle 3 correzioni di frenata al secondo dei primi sistemi alle 15 degli attuali, inoltre i più recenti sistemi sono stati resi bidirezionali riuscendo così a serrare un freno oltre che rilasciarlo, ciò ha permesso un miglioramento delle funzionalità e l'integrazione con altri sistemi di sicurezza come ad esempio la frenata di emergenza assistita. Tale funzione dell'ABS permette di aumentare automaticamente la forza di frenata nel caso in cui il pedale sia premuto con una velocità e forza oltre una soglia prestabilita diminuendo così lo spazio di arresto. Reazioni della vettura: quando entra in funzione il sistema ABS il conducente avverte dei colpi provenire dal pedale del freno, dovuti all'abbassamento della pressione dell'olio nel circuito frenante. Molti incidenti sono causati da persone che sentendo il pedale vibrare si spaventano e rilasciano il freno, non completando la frenata. Per ovviare al problema alcune auto hanno l’assistente di frenata emergenza, che in caso di brusca inchiodata si occupa di frenare alla massima potenza anche se il conducente non affonda il pedale. In piena frenata tutto il peso si carica sull'asse anteriore, il muso si abbassa e le ruote si caricano tantissimo: lo sterzo trema o tira di lato ed è necessario tenerlo saldamente con due mani. Benefici: Mantenimento della guidabilità: un veicolo è capace di girare sterzando le ruote grazie alla forza di attrito radente statico che agisce tra esse e l'asfalto. L'attrito radente statico, detto in questo caso anche “aderenza”, è presente finché le ruote girino e non scivolino sull'asfalto. L'ABS, dunque, non permettendo il blocco delle ruote in frenata, evita che il veicolo scivoli sull'asfalto, mantenendo così la forza di attrito radente statico agente tra pneumatici e asfalto e quindi la capacità sterzante del veicolo anche in frenate di emergenza. L'ABS è dunque capace di evitare uscite di strada in caso di frenate in curva e di dare la possibilità al guidatore di evitare eventuali ostacoli durante la frenata di emergenza. In sua assenza, il bloccaggio delle ruote farebbe scivolarle sull'asfalto, facendo decadere la forza di attrito radente statico, il veicolo tenderebbe così a mantenere la direzione precedente al bloccaggio, senza possibilità di intervento del guidatore. Accorciamento spazi di frenata: un secondo beneficio derivante da un sistema anti bloccaggio delle ruote è l'accorciamento dello spazio necessario per fermare un veicolo in caso di emergenza. Questo beneficio, come il precedente, dipende dalle forze di attrito che agiscono tra lo pneumatico e l'asfalto. Per questioni strettamente molecolari, l'attrito statico è generalmente maggiore dell'attrito dinamico, così una frenata con ruote bloccate, sarà generalmente meno efficiente di una frenata con ruote non bloccate. Esistonono comunque dei limiti a questo beneficio, in particolare in presenza di neve fresca, l'accumulo di neve davanti alle ruote durante le frenate senza ABS permette al veicolo un rallentamento maggiore; inoltre il bordo di entrata dell'impronta, strisciando, pulisce la strada portando ad un aumento dell'attrito sviluppato dal resto dell'impronta. Il miglioramento inoltre non è assoluto: la miglior frenata di un guidatore esperto è leggermente migliore di una frenata dell'abs. Il sistema però trova la propria efficacia nel ripetere sempre la frenata “quasi ottima”, laddove la frenata ottima di un pilota esperto è un evento non costante e spesso casuale (p.es, su 10 frenate solo una sarà leggermente migliore rispetto all'abs mentre le altre saranno sensibilmente peggiori) Svantaggi: l'ABS non ha svantaggi nell'utilizzo su asfalto, sia asciutto che bagnato, rispetto ad un impianto che ne è privo. Ha dei limiti però quando si transita su terreni a scarsa aderenza e non compatti, come fango, neve, terra battuta o simili. Su questi terreni, infatti, si ha una frenata più efficace quando la ruota si blocca, accumulando materiale (fango, neve, terra) davanti ad essa, producendo un effetto di attrito meccanico notevole. L'ABS, in una frenata su fondo a scarsa aderenza non compatto, impedirà il bloccaggio della ruota, allungando, di fatto, gli spazi di frenata, e nel caso ci sia un terreno con un fondo con un aderenza non omogenea (strade con neve solo da una parte o con chiazze di ghiaccio), si perderà anche la direzionalità del veicolo, portando generalmente ad un testacoda. L'ABS, infatti, consente alla vettura di fermarsi sfruttando il massimo dell'aderenza che il terreno è in grado di offrire impedendo al limite il bloccaggio delle ruote (è per questo che, comunque, la frenata su asfalto bagnato è più lunga che non sull'asfalto asciutto: l'asfalto bagnato ha minore aderenza) e per questo motivo che con i terreni a scarsa aderenza è sempre buona norma mantenere un'andatura moderata con un attenzione al di sopra della norma. I moderni sistemi ABS sono in grado di “interpretare” il tipo di fondo su cui si marcia, tarando l'intervento dell'impianto in funzione dell'aderenza (l'aderenza si può misurare leggendo la tendenza della ruota a slittare al comando dell'acceleratore). Soluzioni: alcune vetture, soprattutto fuoristrada, consentono di escludere l'ABS: in questo caso si accende una spia sul quadro strumenti che segnala l'assenza del dispositivo. Nel 2007 è stato posto definitivamente fine a questo problema con l'ABS plus montato per la prima volta sul nuovo Volkswagen Touareg, dove questo sistema, in caso di ghiaia, sabbia e affini, fa si che le ruote si blocchino per un attimo facendo creare davanti a queste un accumulo di per esempio ghiaia che quindi aiuta al veicolo ad arrestarsi prima e come risultato gli spazi di frenata sono ridotti fino al 20%.

Dispositivo che ha lo scopo di rendere la frenata più sicura. Durante la frenata il carico sulle ruote dell’autovettura spesso non è eguale, specie se la decelerazione è rapida; questo può provocare un possibile bloccaggio delle ruote posteriori che essendo più “scariche” hanno una minore aderenza con l’asfalto. Se tale fenomeno dovesse dunque verificarsi porterebbe a una completa mancanza di direzionalità della vettura con conseguente testa-coda. Il ripartitore di frenata evita questo inconveniente, specie in curva, alleggerendo la forza frenante su una o entrambe le ruote posteriori evitandone il bloccaggio. Questa funzione è normalmente presente su vetture dotate di ABS come elemento di completezza di tale dispositivo di sicurezza.

Apparecchiatura complementare dell'ABS per il controllo dello slittamento in accelerazione dei veicoli. Il sistema, facente parte dei metodi di controllo della trazione, fa in modo che le ruote non slittino durante l'accelerazione: il tentativo di perdita di aderenza è captato dai sensori dell'ABS e viene evitato grazie all'azione delle pinze dei freni congiuntamente alla parzializzazione dell'alimentazione del motore.Risulta evidentemente utile in condizioni critiche (pioggia o ghiaccio) per evitare la perdita del controllo causata da una variazione delle condizioni del manto stradale: viceversa nelle competizioni questi sistemi garantiscono un netto miglioramento delle prestazioni generato da una gestione continua delle condizioni di aderenza che permette al pilota di non dover gestire la fase di accelerazione tramite il controllo manuale ma attraverso una centralina elettronica che ne ottimizza la prestazione (il sistema è tecnicamente denominato drive by wire). Svantaggi: su terreni non compatti, quali terra battuta, neve o sabbia, ovvero terreni con una scarsa aderenza, quando si cerca di partire, le ruote motrici slittano fin dai primi istanti, a causa della scarsa aderenza: ma il sistema bloccherà il loro slittamento impedendo, o ostacolando pesantemente, il movimento stesso della macchina. Su terreni di questo tipo, la motricità è data più dallo slittamento della ruota che non dalla sua aderenza al manto stradale (in questo caso, le scanalature e i tasselli dello pneumatico hanno una funzione “aggrappante”, mentre sull'asfalto è la superficie gommata - indipendentemente dalla tassellatura - che dà “aderenza”). I sistemi più evoluti, come quelli montati sui moderni fuoristrada, prevedono dei sensori per “interpretare” il tipo di fondo, oppure prevedono la possibilità di escludere il sistema. L'ASR è molto utile quando una sola delle ruote motrici perde aderenza: in questo caso, il differenziale trasferirebbe tutta la coppia su questa ruota, impedendo il movimento della vettura. Il sistema antislittamento blocca la libertà della ruota, permettendo al differenziale di mantenere la coppia motrice sulla ruota che ha ancora aderenza. Questo risultato si ottiene anche adottando un differenziale autobloccante. L'ASR è più efficace, perché interagisce in maniera “intelligente” con gli altri dispositivi elettronici e con il motore stesso, mentre il differenziale autobloccante è un meccanismo “passivo”. Nella continua ricerca di maggiore sicurezza automobilistica sempre più vetture di serie vengono dotate del sistema che, in un primo tempo, era appannaggio dei modelli più sportivi e costosi.

Sistema per il controllo della stabilità dell'automobile, che agisce in fase di sbandata, regolando la potenza del motore e frenando le singole ruote con differente intensità in modo tale da ristabilizzare l'assetto della vettura. Tale dispositivo, è efficace nel correggere sia eventuali situazioni di sovrasterzo o sottosterzo, che si possono verificare in caso di errata impostazione di una curva, sia in caso di improvvisa deviazione di traiettoria, evitando lo sbandamento del veicolo. Da poco, alcuni veicoli commerciali dispongono dell'Adaptive ESP, capace di modificare il tipo di intervento in base al peso del mezzo e quindi, al carico che al momento viene trasportato. L'ESP si avvale di alcune informazioni che arrivano dalla vettura stessa in movimento: 4 sensori di velocità integrati nel mozzo ruota che comunicano alla centralina la velocità istantanea di ogni singola ruota. 1 sensore di angolo sterzo, che comunica alla centralina la posizione del volante e quindi le intenzioni del guidatore. 3 accelerometri (1 per asse spaziale) normalmente posizionati a centro vettura che indicano alla centralina cosa sta succedendo alla vettura come forze. La centralina interviene sia sull'alimentazione del motore (riducendone la coppia) che sulle singole pinze freno, correggendo la dinamica della vettura. In particolar modo in caso di sottosterzo i freni intervengono frenando la ruota posteriore interna alla curva, creando un momento opposto alla sbandata, mentre in caso di sovrasterzo viene frenata la ruota anteriore esterna alla curva, generando sempre un momento opposto. Questo sistema è generalmente associato ai sistemi di controllo della trazione e all'antibloccaggio delle ruote, essendo di fatto complementari nel mantenimento della stabilità del veicolo nelle varie condizioni di marcia, come nelle frenate più decise in curva, sul bagnato o fondo a bassa aderenza e in caso di frenata con aderenza diversa sulle ruote.

Creato il: 02-11-2010
Ultimo Aggiornamento: 04-11-2010
Autore: Roberto “Robbie” Favalli