Système antiblocage des roues

Pompe de frein et calculateur électronique du système ABS dans une voiture.

Le système antiblocage des roues ( SAR ), du système allemand Anti lockier ( ABS ) , est un dispositif utilisé dans les voitures , les avions et les modèles de motos qui fait varier la force de freinage pour empêcher les pneus de glisser sur le sol lors du processus de freinage . Dans les avions, c'est important, car ils doivent freiner fort une fois qu'ils ont atterri. ]

En 1978 , Bosch est entré dans l'histoire en introduisant le premier système de freinage antiblocage électronique. Cette technologie est devenue la base de tous les systèmes électroniques qui utilisent l'ABS d'une manière ou d'une autre, comme les contrôles de traction et de stabilité. ]

Aujourd'hui, environ 75 % de tous les véhicules fabriqués dans le monde sont équipés de l'ABS. Au fil du temps, l'ABS a été normalisé, de sorte qu'aujourd'hui la grande majorité des voitures et des camions récemment fabriqués l'ont. Certaines motos à forte cylindrée disposent également de ce système de freinage. L' ABS est devenu un équipement standard obligatoire sur toutes les voitures particulières fabriquées dans l' Union européenne à partir du 1er juillet 2004 , grâce à un accord volontaire des constructeurs automobiles. Aujourd'hui, des systèmes de freinage électrique sont en cours de développement qui simplifient le nombre de composants et augmentent leur efficacité.

Historique

Schéma de base de l'ABS.1) Unité de commande électronique 2)Modulateur hydraulique 3)Détecteur de vitesse de rotation électronique 4)Étrier de frein 5)Tuyau de pression hydraulique

Gabriel Voisin a inventé les premiers freins antiblocage en 1929 pour les avions qui avaient des problèmes de freinage, car il est presque impossible de freiner les seuils dans un avion. En 1936, l'idée a été brevetée par la société allemande Bosch . Il s'agissait de rendre (non seulement pour les voitures, mais aussi pour les camions, les trains) qu'il était plus difficile de bloquer une roue lors d'un arrêt brusque, avec lequel une plus grande sécurité pouvait être obtenue. Des tests ont été faits, mais rien de sérieux n'a été réalisé jusqu'à ce que l'électronique numérique soit développée au début des années 1970. Jusque-là, il était matériellement impossible d'effectuer autant de calculs que le système en avait besoin, et rapidement.

Bosch a commencé à travailler sérieusement sur le développement de l'ABS en 1964 avec une filiale, Teldix . Mais c'est en 1970 que la firme met au point un appareil efficace avec possibilité de commercialisation à grande échelle. La première génération d'ABS comptait 1000 composants, un chiffre qui a été réduit à 140 dans la deuxième génération. Après 14 longues années de développement, l'ABS de deuxième génération était enfin prêt, proposé comme une option exubérante et révolutionnaire dans la Mercedes-Benz Classe S de l'époque avec la Mercedes-Benz Classe E et suivi par la BMW Série 7. .

Opération

L'ABS fonctionne en conjonction avec le système de freinage traditionnel. Il se compose d'une pompe intégrée aux circuits de liquide de frein et de quelques capteurs qui contrôlent les révolutions des roues. Si, lors d'un freinage brusque, une ou plusieurs roues réduisent brutalement leur régime, l'ABS le détecte et interprète que les roues sont sur le point de se bloquer sans que le véhicule ne se soit arrêté. Cela signifie que le véhicule commencera à déraper sur le sol de manière incontrôlable, sans réagir aux mouvements du volant. Pour éviter que cela ne se produise, les capteurs envoient un signal au module de commande du système ABS, qui réduit la pression exercée sur les freins, sans que le conducteur n'intervienne. Lorsque la situation s'est normalisée et que les roues tournent à nouveau correctement, le système permet à la pression sur les freins d'agir à nouveau avec toute son intensité. L'ABS contrôle à nouveau la rotation des roues et agit à nouveau si elles sont sur le point de se bloquer à cause de la force du frein. Dans le cas où ce système intervient, la procédure se répète très rapidement. Certains systèmes antiblocage peuvent désactiver et activer la force de freinage jusqu'à 15 fois par seconde, ​ ce qui fait que le conducteur ressent une vibration dans la pédale de frein. ]

L'ABS permet au conducteur de continuer à contrôler la trajectoire du véhicule, avec la possibilité conséquente de pouvoir éviter d'éventuels obstacles en tournant le volant.

Types d'ABS (par nombre de canaux)

Les systèmes de freinage antiblocage utilisent différents schémas selon le type de freins utilisés. Ils peuvent être différenciés par le nombre de canaux : c'est-à-dire le nombre de vannes contrôlées individuellement et par le nombre de capteurs de vitesse. ]

1) ABS à quatre canaux et quatre capteurs

Il y a un capteur de vitesse à quatre roues et une valve séparée pour les quatre roues. Avec cette configuration, le contrôleur surveille chaque roue individuellement pour s'assurer qu'elle atteint la force de freinage maximale.

2) ABS à trois canaux et quatre capteurs

Il y a un capteur de vitesse aux quatre roues et une valve séparée pour chacune des roues avant, mais une seule valve pour les deux roues arrière. Les véhicules plus anciens avec ABS à quatre roues utilisent souvent ce type.

3) ABS à trois canaux et trois capteurs

Ce système, que l'on trouve couramment sur les camions avec ABS à quatre roues, comporte un capteur de vitesse et une valve pour chacune des roues avant, avec une valve et un capteur pour les deux roues arrière. Le capteur de vitesse de roue arrière est situé sur l'essieu arrière. Ce système permet un contrôle individuel des roues avant, afin qu'elles puissent atteindre une force de freinage maximale. Les roues arrière, cependant, sont contrôlées ensemble; les deux doivent commencer à se verrouiller avant que l'ABS n'entre en action à l'arrière. Avec ce système, il est possible qu'une des roues arrière se bloque lors d'un arrêt, réduisant l'efficacité du freinage. Ce système est facile à identifier car il n'y a pas de capteurs de vitesse individuels pour les roues arrière.

4) ABS à deux canaux et quatre capteurs

Couramment trouvé dans les véhicules de tourisme de la fin des années 1980 au milieu des années 1990, ce système utilise un capteur de vitesse à chaque roue, avec une soupape de commande chacune pour les roues avant et arrière par paires. Si le capteur de vitesse détecte un blocage d'une roue individuelle, le module de commande actionne la valve des deux roues à l'extrémité de la voiture.

5) ABS monocanal, capteur unique

Ce système se trouve couramment sur les camionnettes, les VUS et les fourgonnettes avec ABS de roue arrière. Il dispose d'une valve, qui contrôle les deux roues arrière et d'un capteur de vitesse, situé sur l'essieu arrière. Ce système fonctionne exactement comme le back-end d'un système à trois canaux. Les roues arrière sont contrôlées ensemble et les deux doivent commencer à se verrouiller avant que l'ABS ne commence à s'activer. Dans ce système, il est également possible qu'une des roues arrière se bloque, réduisant l'efficacité du frein. Ce système est également facile à identifier, car il n'y a pas de capteur de vitesse individuel pour aucune des roues.

Capteurs de vitesse ABS

Capteurs de vitesse (encodeurs)

Un capteur de vitesse est utilisé pour déterminer l'accélération ou la décélération de la roue. Ces capteurs utilisent un aimant et un capteur à effet Hall, ou une roue dentée et une bobine électromagnétique qui génèrent un signal. La rotation de la roue ou du différentiel induit un champ magnétique autour du capteur. Les fluctuations de ce champ magnétique génèrent une tension sur le capteur. Étant donné que la tension induite dans le capteur est proportionnelle au patinage des roues, ce capteur peut être imprécis à des vitesses lentes. Une vitesse de rotation plus lente de la roue peut provoquer des fluctuations inexactes du champ magnétique et donc des lectures inexactes dans le contrôleur. ]

Unité de contrôle ABS

Unité de commande hydraulique à 4 canaux et 12 vannes partiellement démontée contenant le moteur, la pompe et les vannes

L'unité de contrôle ABS ou module de contrôle ABS est généralement un bloc qui regroupe en une seule pièce : le contrôleur, la pompe et les vannes. Une unité à quatre canaux est décrite (8 vannes dans le texte et 12 vannes dans les images). Une description d'un système moderne à 12 soupapes (de y6 à y23) peut être consultée sur le site Web de Mercedes.

Vannes

Il y a une vanne dans la conduite hydraulique de chaque roue contrôlée par l'ABS. Bien que le procédé expliqué se fasse généralement avec des vannes deux positions ​ + clapets anti-retour , il existe certains systèmes qui utilisent des vannes trois positions :

• Dans la première position, la vanne est ouverte ; la pression du maître-cylindre va directement au frein.
• Dans la deuxième position, la vanne bloque la conduite, isolant ce frein du maître-cylindre. Cela empêche la pression d'augmenter davantage si le conducteur appuie plus fort sur la pédale de frein.
• En position trois, la valve libère une partie de la pression de freinage.

De nombreux problèmes de système de vannes surviennent en raison de vannes obstruées. Dans ces cas, lorsqu'une vanne est fermée, elle ne peut pas être rouverte ou changer de position. Une vanne inopérante empêche le système de moduler les vannes et de contrôler la pression fournie aux freins.

Bombe

Module de commande électronique 4 canaux 12 vannes

Les pompes ABS (il y en a généralement deux) servent à remettre en pression chacun des circuits hydrauliques une fois que les vannes les ont dépressurisés en détectant un blocage de roue, selon ce cycle :

1. Si un blocage de roue est détecté (capteur sans signal), le contrôleur ouvre la première vanne qui fait perdre de la pression au circuit hydraulique de cette roue, la déverrouillant ;
2. Une fois que la roue tourne à nouveau (capteur avec un signal), la première vanne se ferme et une autre 2ème vanne reliée à la pompe (déjà activée) s'ouvre, lui redonnant la bonne pression pour "freiner à nouveau", puis la 2ème vanne se referme et revient au point 1.

Ce cycle est répété "autant de fois que nécessaire" avec le contrôleur modulant l'état de la pompe pendant ce cycle, qui fournit la pression appropriée pour déverrouiller ou verrouiller le frein correspondant, obtenant un dérapage minimal du pneu par rapport au sol.

Contrôleur

Le contrôleur est une unité de type ECU qui fait généralement partie du "module de commande ABS" qui reçoit l'entrée de chaque capteur de vitesse de roue. Si une roue perd de la traction (roue bloquée), le contrôleur le détecte en ne recevant pas le signal du capteur. Le contrôleur limite alors la force de freinage (EBD) et active le modulateur ABS qui active les vannes correspondantes. ]

Utilisation

ABS sur une moto.

Certaines motos à forte cylindrée disposent également de ce système de freinage. Le système ABS permet de maintenir le coefficient de frottement statique lors du freinage , car il évite de glisser sur la route. Compte tenu du fait que le coefficient de frottement statique est supérieur au coefficient de frottement dynamique, la distance de freinage est toujours réduite avec un système ABS.

Bien que le système ABS soit utile dans presque toutes les situations, il est indispensable sur les surfaces glissantes, telles que les chaussées mouillées ou verglacées, car dans ces cas, la différence entre le coefficient de frottement statique et dynamique est particulièrement élevée. ]

Lorsque vous conduisez sur de la neige ou du gravier et que vous freinez sans ABS, les roues s'enfoncent dans le sol, ce qui permet à la voiture de s'arrêter plus efficacement. Le système ABS, en empêchant le patinage au sol, empêche aussi les roues de s'enfoncer, donc sur ces types de surfaces, et souhaitant une distance de freinage la plus courte possible, il serait souhaitable de pouvoir désactiver l'action ABS.

Certains systèmes utilisés dans les voitures de sport ou de performance permettent au système du véhicule de désactiver l'utilisation de l'ABS pour produire initialement un freinage plus dur et permettre le contrôle de l'ABS à une vitesse inférieure. C'est-à-dire que le système antiblocage entre en fonction avec un retard, permettant des dérapages ou des enfouissements contrôlés sur un sol meuble.

Autres aides au freinage

• Servofrein .
• Contrôle de stabilité ESP .
• Assistance au freinage d'urgence BAS (système) .
• Répartiteur électronique de freinage EBV .

Liens externes

• Wikimedia Commons héberge une catégorie multimédia sur le système de roue antiblocage .
• Vidéo : savez-vous quand il est opportun de désactiver l'ABS, et pourquoi ?
• Ainsi est né l'ABS (Tallerator et "CarAndDriver")

En savoir plus sur le système de freinage d'une voiture

• (en anglais) Symptômes d'un "module de commande ABS" défectueux
• (en anglais) Le moteur de ma pompe ABS continue de tourner contact coupé.