Système ABS : principe de fonctionnement, avantages et inconvénients

Le contenu de l'article :

• Histoire d'apparition
• Génération
• Dispositif
• Schème
• Principe d'opération
• Dysfonctionnements fréquents
• Avantages et inconvénients du système

Le système de freinage antiblocage, ou également connu sous le nom d'ABS (système de freinage antiblocage) est aujourd'hui considéré comme la norme pour les voitures modernes de fabricants renommés. Le but principal du système est d'empêcher les roues du véhicule de se bloquer pendant le freinage. Ainsi, le véhicule conserve la stabilité directionnelle et la contrôlabilité. Il convient de rappeler que dans ce cas, la distance de freinage peut être plus longue que sans l'utilisation de l'ABS.

Quand le système ABS est-il apparu ?

Pour la première fois, ils ont commencé à parler du mécanisme de freinage antiblocage en 1920, lorsqu'ils ont commencé à équiper les avions d'un tel mécanisme. Les premiers développements appartenaient à la société française Avions Vision, un constructeur bien connu de divers avions et automobiles à l'époque.

Seize ans plus tard, Bosch a breveté le premier système ABS qui répondait aux freinages brusques. Il n'est pas venu à la mise en œuvre, car il n'y avait pas de technologies numériques permettant un contrôle constant. Dans les années 1960, le projet a repris, grâce à l'avènement de la technologie des semi-conducteurs. Les premiers exemples pratiques du système ABS sont apparus en 1971, développés par General Motors.

Les premiers modèles de production ont commencé à être installés sur les voitures en option au milieu des années 1970. En tant qu'ensemble standard, en 1978, Mercedes a introduit l'ABS pour les modèles Mercedes-Benz W116 (le prototype de la Classe S moderne). Le témoin a été immédiatement repris par BMW, ayant installé la 7e série sur le modèle. Au moment de la sortie du système, son coût était d'environ 10 % du prix total de la voiture. De nos jours, depuis 2004, tous les constructeurs automobiles en Europe sont obligés d'installer l'ABS en option standard, même pour la configuration la plus "pauvre".

Quelles étaient les générations du système de freinage antiblocage ?

Les progrès ne se sont pas arrêtés et il est compréhensible qu'avec le développement des technologies numériques et des voitures, le système de freinage antiblocage se soit développé. Comme déjà mentionné, 1970 est considérée comme la première génération, lorsque ABS a été créé pour la première fois. Les performances nous laissaient attendre le meilleur, car l'essieu moteur était bloqué et le mécanisme du système lui-même n'a pas fonctionné pendant longtemps et est rapidement tombé en désuétude.

La deuxième génération est arrivée en 1978. À partir de cette année, la Mercedes-Benz Classe S et la BMW Série 7 ont commencé à installer l'ABS en option standard. Il convient de noter que l'efficacité du mécanisme était à son meilleur pour ces années et a montré d'excellents résultats. Maintenant, la tâche principale des ingénieurs était de réduire la taille et les composants du système.

La troisième génération du système ABS se distingue par la sortie du nouveau système 2E en 1980. La principale différence est que le poids de l'unité hydraulique a été réduit à 4,9 kg, contre 6,3 kg. De même, le nombre d'éléments a diminué, au lieu de 140 il n'y avait que 40 éléments.

La quatrième génération de système de freinage antiblocage ABS tombe en 1995, lorsque la version 5.3 est apparue. La prochaine réduction de poids a conduit à des indicateurs de 2,6 kg et 25 composants au lieu de 40. La cinquième génération est envisagée en 2003, avec la sortie du système ABS 8. Les ingénieurs ont parcouru la première génération dans un grand cercle, le poids du bloc était de 1,6 kg et le nombre d'éléments était de 16.

La dernière sixième génération date de 2010. C'est cette année que Bosch fabrique l'ABS, où le groupe hydraulique pèse 1,1 kg et le nombre d'éléments n'est que de 9 pièces. La même année est considérée comme le moment du démarrage de Bosch dans le sens des systèmes de sécurité (active et passive). Selon toute vraisemblance, Bosch présentera en 2020 un système modifié, mettant ainsi en valeur une nouvelle génération. On suppose qu'il se basera uniquement sur une électronique pouvant parasiter les mécanismes existants de la voiture.

Comment fonctionne le système ABS ?

Cela n'a aucun sens de considérer le dispositif de chaque génération du système de freinage antiblocage. Chaque génération n'a fait que compliquer le mécanisme, alors considérons la sixième génération du système ABS. Malgré les différentes voitures, marques et modèles, le dispositif ABS est le même et le principe de fonctionnement est le même. Parmi les principaux éléments figurent :

• capteurs;
• unité de contrôle électronique;
• bloc hydraulique.

Les capteurs ABS sont installés un sur chaque roue. En règle générale, ils sont responsables de la vitesse de rotation des roues et la base du travail est le principe de Hall. Des capteurs sont installés sur le moyeu de chaque roue. L'unité de commande électronique en retire des informations et, sur la base des données reçues, détermine le moment où le système de freinage est activé.

L'unité de commande électronique joue un rôle important dans le fonctionnement du système de freinage antiblocage. En fait, c'est la tête de l'ensemble du système ; l'unité collecte, analyse et envoie des commandes aux appareils exécutifs. La collecte des informations, les calculs et la transmission des commandes sont en cours. En règle générale, l'unité de commande envoie des signaux d'actionnement à l'unité hydraulique et à la pompe. L'unité hydraulique est considérée comme l'actionneur du système de freinage antiblocage. Le corps de vanne comprend un électro-aimant avec une vanne (entrée et sortie), un accumulateur spécial, une pompe à came, des chambres d'amortissement et un moteur électrique. L'actionnement de chaque élément entraîne le blocage ou le déblocage des roues de la voiture.

Schéma du dispositif antiblocage

Schéma du système de freinage antiblocage ABS

1. réservoir de liquide de frein (réservoir);
2. servofrein;
3. capteur de pédale d'embrayage ;
4. capteur de pression de freinage ;
5. unité de contrôle ABS ;
6. destinataire;
7. amortisseur de roue;
8. soupape d'admission avant gauche;
9. soupape d'échappement avant gauche;
10. cylindre de frein avant droit;
11. capteur de vitesse de roue.

Il convient de garder à l'esprit que pour chaque roue, il existe une soupape d'admission et d'échappement, ainsi qu'un cylindre de frein et un capteur. Ces éléments sont survolés dans le diagramme, mais ils ne sont pas répertoriés pour réduire la répétition.

Comment fonctionne le système ABS ?

Après avoir examiné en quoi consiste le système de freinage antiblocage et ses principaux éléments, nous examinerons le principe de fonctionnement. Le fonctionnement de l'ABS est cyclique, chaque cycle se compose de trois phases principales : augmenter la pression dans le système de freinage, maintenir la pression et relâcher la pression. Il existe une opinion selon laquelle l'ABS augmente indépendamment la pression dans le mécanisme de freinage, mais en fait ce n'est pas le cas et la pression n'est augmentée qu'avec l'aide du conducteur (si nous parlons d'ABS pur, sans ESP).

La première étape consiste à augmenter la pression par le conducteur. Dans ce cas, la pression dans le système de freinage augmente naturellement en appuyant sur la pédale de frein par le conducteur. Typiquement, les soupapes d'admission sont ouvertes et les soupapes d'échappement sont fermées. Le système lit les données des capteurs sur les roues. Si la vitesse de la roue ralentit rapidement par rapport aux données programmées, le boîtier électronique ABS déplace la soupape d'admission de la roue spécifiée en position fermée, tandis que la soupape de sortie est également en mode fermé.

Après la fermeture de la soupape d'admission, la deuxième étape a lieu. Après avoir déterminé quelle roue freine le plus, le mécanisme déconnecte le cylindre de frein de sa tâche de travail, ainsi que le circuit de travail du système de freinage. Il faut comprendre que même avec un appui plus intense sur la pédale de frein, la pression dans le système n'augmentera pas.

Le système de freinage antiblocage sélectionne indépendamment la pression la plus efficace. Le mécanisme contrôle également la vitesse de rotation des roues, jusqu'au moment de la stabilisation ou de l'arrêt complet.Dans le cas où la rotation des roues est inférieure au niveau admissible, le mécanisme ouvrira automatiquement la soupape d'échappement et relâchera la pression, libérant ainsi complètement certains mécanismes du freinage.

La dernière étape du système de freinage antiblocage consiste à relâcher la pression. À ce stade, le système ouvre la soupape d'échappement, ce qui entraîne une chute brutale de la pression dans un certain circuit (vers une certaine roue ou un certain côté). Le liquide du cylindre de sortie pénètre d'abord dans l'accumulateur, puis, grâce à la pompe, est pompé dans le récepteur.

La soupape d'admission doit être fermée, sinon la pompe ne fonctionnera pas. Pendant tout ce temps, le système lit la vitesse de la roue, après stabilisation et retour à des valeurs acceptables, la soupape d'échappement se ferme automatiquement. Après avoir terminé l'ensemble du processus répertorié, la vanne d'entrée s'ouvre à nouveau et tout le cycle commence depuis le début.

Ce cycle de fonctionnement du système de freinage antiblocage sera répété jusqu'à ce que la rotation des roues soit complètement stabilisée. Pour comprendre, en une seconde, le mécanisme ABS peut fonctionner jusqu'à 6 cycles. Il est impossible de désactiver le fonctionnement de l'ABS sans interférer avec la conception du mécanisme de freinage. La désactivation de l'ABS peut entraîner des conséquences irréparables. Le constructeur a conçu à l'origine le système de freinage utilisant ce mécanisme.

Les dysfonctionnements ABS les plus courants

Le premier signe et probablement le plus élémentaire, la défaillance du système ABS est considéré comme une indication à long terme sur l'icône correspondante sur le tableau de bord. Néanmoins, chaque panne a sa propre explication. Le problème peut être mineur, les capteurs sont obstrués ou le fil est tout simplement tombé. Il peut également y avoir une raison plus sérieuse - de l'air est entré dans le système ou une panne d'éléments. Il faut comprendre que tôt ou tard, même le système de roue antiblocage parfait lui-même devient inutilisable.

Comme le montre la pratique, les experts identifient plusieurs pannes principales et les plus fréquentes du système de freinage antiblocage. Tout d'abord, il convient de vérifier l'intégrité des fusibles, il est possible qu'avec le temps, ils grillent. Plus loin sur la liste se trouvent les capteurs de rotation des roues sur les moyeux, ainsi que le poids. Les capteurs ont tendance à s'user, car ils sont constamment en fonctionnement. Le moindre blocage peut également entraîner la défaillance de l'ensemble du mécanisme. N'oubliez pas qu'une autre raison de la défaillance de l'ensemble du système peut être une rupture de fil élémentaire ou des dommages à des éléments ABS individuels.

Avantages et inconvénients du système ABS

Comme tout mécanisme, les freins antiblocage ont leurs avantages et leurs inconvénients. Pour certains, ce mécanisme est très utile en conduite, tandis que d'autres, au contraire, s'efforcent de le retirer de la voiture de toutes les manières possibles.

Chaque conducteur peut mettre en évidence ses propres avantages et inconvénients du système de freinage antiblocage. Néanmoins, comme le montre la pratique, dans la plupart des cas, l'ABS évite des situations imprévisibles, y compris un accident.

Avec l'avancement des véhicules et des mécanismes de sécurité, le système de freinage antiblocage est également amélioré. Selon divers fabricants, la dernière génération d'ABS est capable de reconnaître le type de revêtement de la route. Cela a non seulement permis d'éviter des erreurs dans le fonctionnement du mécanisme sur le sable, mais a également contribué au développement de mécanismes de contrôle de la suspension de la voiture. Voir aussi comment fonctionne l'EBD.