Sistema de Segurança Automotiva
Sistema de Segurança Automotiva
Sistema de Segurança Automotiva
Diêgo Marcos
diego.pedro@fieb.org.br
• Hoje em dia existem inúmeros sistemas de segurança nos
automóveis, que procuram mesmo evitar ou minimizar os
efeitos de um acidente rodoviário, e, quando tal não é
possível, procuram diminuir a gravidade das lesões no
condutor do veículo e dos restantes passageiros.
• Estes dispositivos de segurança dividem-se
em: dispositivos de segurança ativa e de segurança
passiva.
SEGURANÇA ATIVA
Diêgo Marcos
diego.pedro@fieb.org.br
• O air bag foi desenvolvido para aplicações automotivas em
1973 e comercialmente lançado na década de 1980. O
sistema é denominado de proteção suplementar ao cinto de
segurança, ou seja, seu funcionamento visa complementar a
segurança dada aos passageiros pelo cinto
• O air bag é um dispositivo complementar de segurança que
aliado ao cinto protege o motorista e um eventual passageiro
dianteiro dos efeitos acarretados por um impacto frontal no
veículo.
• O sistema é composto por bolsas de ar que se inflam em
frações de segundo comandadas por uma central eletrônica
• O enchimento das bolsas ocorre devido a um explosivo em
forma de pastilhas que é detonado através de uma pequena
quantidade de explosivo sólido queimado através de um
pavio elétrico.
• O enchimento é rápido, assim como o esvaziamento da
bolsa em seguida ao acionamento do sistema.
• As bolsas infláveis impedem que os ocupantes do veículo
atinjam os componentes internos do veículo, tais como
volante, painel e vidros. Elas agem como obstáculo entre os
passageiros e o veículo, reduzindo em até 20% a gravidade
dos acidentes frontais.
• Sabe-se que durante uma colisão, existe forte movimentação
dos ocupantes do veículo. O sistema de proteção
suplementar visa limitar essa movimentação através do
disparo de bolsas infláveis e cintos de segurança com pré-
tensionadores
FUNCIONAMENTO
• só pré-tensionadores
• pré-tensionadores e as bolsas
• Para que ocorra o disparo, inúmeros fatores devem ser
levados em consideração. Por exemplo, a área de impacto
do outro veículo (se envolvido no acidente), sua massa e
velocidade contribuirão para aumentar ou diminuir a força
necessária para o disparo ocorrer conforme projetado.
ACIONAMENTO
Um sensor mecânico de segurança confirma a presença de desacelerações
maiores que 2g – tem início o processo de disparo;
• Boa parte dos veículos equipados com air bag possui cintos
de segurança com dispositivo pirotécnico de pré-
tensionamento. A função desse dispositivo é, quando
disparado, eliminar a folga entre o cinto e corpo do ocupante,
forçando-o dessa forma a se posicionar de forma adequada
ao funcionamento do air bag e à sua própria proteção
durante a colisão.
• Acoplado ao encaixe da fivela do cinto, existe um pequeno
pistão equipado com uma reduzida quantidade de explosivo
sólido que, quando acionado, provoca o recuo da fivela,
eliminando a folga.
• O acionamento do dispositivo pode ser mecânico - através
da desaceleração que move um pequeno êmbolo – ou, mais
modernamente, de forma elétrica - através da mesma central
de comando que controla o sistema air bag.
• Alguns pré-tensionadores atuam no carretel do cinto, ao
invés de atuar na fivela, com a mesma função.
• Assim como as bolsas infláveis, ambos os sistemas são
descartáveis, só funcionando uma única vez.
• A depender da severidade da colisão, o sistema de controle
pode decidir pelo acionamento dos pré-tensionadores
somente ou pelo conjunto bolsas e pré-tensionadores. A
avaliação é feita baseado no grau de desaceleração sofrido
pelo veículo, sendo que em desacelerações menores, onde
apenas a atuação do cinto de segurança seja suficiente para
proteger os ocupantes, não existe a necessidade da
detonação das bolsas, apenas das cargas pirotécnicas dos
pré-tensionadores.
Air Bag - Lateral
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Freios Anti-travamento (ABS)
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Em 1936 as companhias alemãs Bosch e Mercedes-Benz abriram caminho
para primeira versão eletrônica para o uso em automóveis.
O sistema possuía mais de 1.000 peças e era analógico, de forma que suas
respostas eram ainda razoavelmente lentas.
Esta verificação, efetuada por sensores específicos, produz a modulação da força de frenagem
através da ação de uma série de eletroválvulas e bombas de recuperação que, comandadas por
uma central eletrônica de controle, atuam no circuito dos freios.
Evolução do Sistema
Tipos de sistema Anti-bloqueio de freios
Os sistemas de frenagem
antitravamento usam diferentes
métodos, dependendo do tipo de
freios em uso.
Neste sistema também é possível que uma das rodas traseiras trave,
reduzindo a eficiência da freada. Este sistema é fácil de identificar. Geralmente
há uma tubulação de freio correndo ao longo de uma peça em "T" ajustada para
ambas as rodas traseiras. O sensor de rotação geralmente fica próximo ao
diferencial na carcaça do eixo traseiro.
Constituição
Central eletrônica de novo tipo micro-híbrido, mais potente e versátil do que os modelos
precedentes.
Central hidráulica que modula a pressão de frenagem nas pinças dos freios através de
oito eletro válvulas, duas para cada roda.
Quatro sensores, um para cada roda, que verificam a velocidade angular de rotação das
rodas.
Os componentes são
conectados entre si por chicotes
elétricos, bem como ao sistema
de freio do veículo através de
tubulações hidráulicas
Central eletrônica
V - VORNER (dianteira);
H - HINTEN (traseira);
L - LINKS (esquerda);
R - RECHTS (direita).
Sensores de rotações das rodas
Os sensores passivos são do tipo indutivo e estão montados em sedes específicas, colocadas nos montantes das
rodas dianteiras e traseiras.
As linhas de fluxo magnético se fecham através dos dentes de uma roda dentada (roda fônica) que se encontra de
frente para o sensor e que é colocada em rotação com a roda. A passagem de cheio a vazio, devido à existência ou
não do dente, determina uma variação do fluxo magnético suficiente para criar uma força eletromotriz induzida nos
terminais do sensor e, portanto, um sinal elétrico alternado na central eletrônica.
Os elementos internos do sensor (bobina e ímã permanente) estão completamente submersos em uma resina de
proteção e estão interiormente envolvidos em um corpo de plástico. Um flange de aço serve para a fixação do
sensor sem criar deformações.
O sensor de rotação, além de ser de construção mais fácil em relação aos tipos construídos anteriormente, foi
melhorado em termos de funcionalidade.
Sensores de rotações das rodas
Sensores de rotações das rodas
Sensor Ativo – tipo Magnetoresistivo
•Se a lâmpada piloto permanece acesa significa que existe uma anomalia
em algum componente. Nestas condições o sistema ABS é desabilitado e,
portanto, é garantida a frenagem tradicional;
Estas fases determinam um ciclo de regulagem intermitente, mas extremamente rápido que se
repete até a parada do veículo. A central eletrônica comanda as diferentes fases, através da
alimentação elétrica das eletroválvulas.
Além disso, faz com que seja fornecida a ambas as rodas traseiras a mesma força de frenagem
que pode ser aplicada à roda traseira mais sujeita a bloquear-se, ou seja, a com menor aderência
ao solo (para garantir a melhor estabilidade da trajetória).
O sistema ABS está ativo mesmo em frenagem em marcha à ré. Normalmente, a intervenção do dispositivo
cessa com velocidade inferior a 3 km/h para permitir o completo bloqueio das rodas com o veículo parado.
DESCRIÇÃO DE FUNCIONAMENTO
Para ilustrar o funcionamento do sistema ABS, utilizaremos como exemplo o modelo fabricado
pela Bosch na versão 5.3. Trata-se de um sistema com 4 sensores e 4 canais. As análises serão
feitas prioritariamente em apenas um canal, mas todo o raciocínio se repete para os demais
canais de atuação.
Cada ramo do circuito hidráulico do sistema possui duas eletroválvulas de duas vias
comandadas pela central eletrônica (1).
A eletroválvula de carga (9) quando está desativada (não ligada à massa pela central eletrônica)
encontra-se na posição de abertura, permitindo assim a passagem do óleo à pinça dos freios.
Os acumuladores (2) e (5) têm a função de armazenar provisoriamente o óleo dos freios que se
torna disponível durante a fase de redução da pressão.
A eletrobomba de recuperação (4) envia o óleo dos freios que retorna das pinças dos freios,
durante a fase de redução da pressão, ao cilindro mestre, através do respectivo acumulador.
A central eletrônica, de acordo com os sinais recebidos pelos sensores do número de rotações
colocados nas rodas dianteiras e traseiras, comanda a central eletrohidráulica que, por sua vez,
varia a pressão do óleo dos freios enviado às pinças conforme três fases: aumento, manutenção
ou diminuição da pressão.
FASE DE AUMENTO DE PRESSÃO
A central eletrônica (1) liga à massa as eletroválvulas de carga (9) e descarga (10).
O veículo sai de fábrica com no mínimo 2 chaves autorizadas, sendo possível ter até
mais. A máxima quantidade de chaves com transponder por veículo fica a critério da
montadora.
O transponder é uma unidade receptora e transmissora, que opera sem bateria, uma vez
que é alimentado por indução pela bobina no comutador de ignição e contém um código
secreto.
Sua função é gerenciar o motor e impedir o seu funcionamento, através do corte de injeção do
combustível e ignição, se a unidade de comando do imobilizador não reconhecer o código secreto
do transponder ou o código da própria unidade de gerenciamento do motor.
Resumo das funções da unidade de comando do
imobilizador:
Reconhecer a introdução e a rotação de uma chave no comutador de ignição;
Alimentar a antena que envolve o comutador de ignição, fazendo com que a mesma emita um
campo eletromagnético dando potência e energizando o TRANSPONDER (emissor de código)
da chave;
Gerenciar uma comunicação serial bidirecional monocabo com a central de injeção eletrônica;
Ao ligar a ignição, o led instalado no painel deve acender por 2 segundos, indicando o correto
funcionamento do sistema imobilizador.
Qualquer outro tipo de sinal (permanecer aceso, piscando ou apagado) indica avaria no sistema,
devendo o usuário encaminhar o veículo a uma concessionária.
Funcionamento do sistema
Quando a chave está em MARCHA (+ 15) a central de injeção eletrônica envia uma solicitação de
código à central do imobilizador; a mesma responde e envia um código secreto somente após ter
reconhecido (mediante a antena) uma chave eletrônica, introduzida no comutador de ignição.
Reconhecido o código, a central de injeção eletrônica comuta para a condição de consenso para a
partida do motor.
A central de injeção eletrônica pode memorizar o código secreto somente com um procedimento
particular.
Códigos do imobilizador
Código Fixo
O transponder possui um código fixo de 32 bits, podendo gerar 4,29 x 109 combinações possíveis.
Código Rotativo (rolling code)
Neste caso, cada vez que a ignição for ligada, é gerado um novo código de 32 bits utilizando-se
para isto sempre a mesma fórmula matemática. Podendo-se obter 4,29 x 109 combinações
possíveis, em cada mudança de código.
O processador do código rotativo pode ser feito pelo transponder ou pela unidade de comando do
imobilizador.
Código criptografado
Uma nova chave for requerida pelo proprietário do veículo. Neste caso todas as chaves devem
ser adaptadas na mesma operação, ou seja, sempre que uma chave for adaptada, é
necessário adaptar todas.
Como identificar se o defeito está no sistema
imobilizador de partida:
Quando o motor "vira" mas não pega ou nem chega a dar sinal de partida, o reparador faz diversas
análises em busca da causa do problema.
Uma possibilidade que não deve ser descartada é a de falha no sistema imobilizador de partida;
GM
•Se a chave de ignição for rotacionada da posição "desligado" diretamente para a posição
"partida", o motor pega, mas morre em seguida. Se a partida for dada após a lâmpada da injeção
ter começado a piscar, o motor não pega.
VW