Pedropower Sistema de Suspensão Citroen Sistema de Suspensão Hidractive II ` I – Comparação à suspensão hidro-pneumática Em comparação com uma suspensão hidro-pneumática normal (Citroën DS / ID), a Hidractive II adiciona os seguintes elementos: 1Elementos hidráulicos adicionais (comparada com a hidropneumática) - Duas esferas pneumáticas sem elementos de amortecimento (similares às esferas acumuladoras), uma para as rodas dianteiras e outra para as traseiras. - Dois blocos de controle, comandados eletro-hidraulicamente, que alojam as esferas pneumáticas, também um para o eixo dianteiro e outro para o traseiro. Os blocos de controle conectam as esferas das extremidades direita e esquerda (rodas) e o Corretor de Altura e, dependendo do comando elétrico, a esfera central. Isto capacita a suspensão a ter a ter dois ajustes de amortecimento (ou modos de operação). Um, “Soft” (suave ou macio) e outro, “Hard” (rígido ou duro), os quais podem ser rapidamente selecionados (escolhidos), por um sinal elétrico. A suspensão tem um ajuste de amortecimento macio ou suave, com baixa freqüência de ressonância e um ajuste duro ou rígido, com freqüência de ressonância mais elevada. As características de “rolagem” (inclinação lateral) da suspensão também mudam, dependendo do ajuste selecionado (macio ou rígido) para cada momento. No modo “Hard” ou rígido, o fluxo de fluído (LHM) entre as esferas dos elementos de suspensão ou esteios (substitutos dos amortecedores, em uma suspensão convencional) direito e esquerdo, é extremamente limitado. Isso amortece (ou minimiza), consideravelmente, o movimento de “rolagem” (inclinação lateral do veículo). No modo “Soft” ou macio, o fluído (LHM) passa livremente através do arranjo do elemento de duplo amortecimento. Neste caso, a restrição à rolagem é significativamente menor do que no modo “Hard”. 2- Subsistema Eletrônico - Um conjunto de sensores que “sentem” a dinâmica do veículo. - Uma chave seletora do usuário, à disposição do motorista, na console central, que lhe permite escolher entre um comportamento “Normal” e um comportamento “Sport” da suspensão (modo de condução). - Uma ECU (Unidade de Controle Eletrônica) que utiliza os sinais de entrada, fornecidos pelos sensores e a opção de comportamento selecionada pelo motorista, através da chave de seleção do usuário, para gerar o sinal de controle para os blocos de controle da suspensão e o sinal de “status” para o usuário. - Uma lâmpada indicadora de sinal de “status”, na chave seletora do Xantia ou no painel do XM (no caso do XM, adicionalmente ao termo “suspensão sport” ou “suspensão hidractive”, mostrado no computador de bordo), que informa ao motorista, o ajuste selecionado. A ECU reage aos “imputs” (sinais de entrada), enviados pelos diversos sensores para, dinamicamente, selecionar o modo “Hard” (rígido) ou “Soft” (suave) de funcionamento da suspensão, com base em dois conjuntos de regras (programas), um para o ajuste “Normal” e outro para o ajuste “Sport”, selecionados pelo motorista, através da chave seletora do usuário. A ECU, através de um conjunto relativamente simples de regras, fornecido em seus programas, é capaz de escolher o modo duro ou suave, da suspensão, em 25 ms (milésimos de segundo), ao longo do deslocamento. II – Subsistema Hidráulico - Elementos hidráulicos 1 - Bloco de Controle da Suspensão O Bloco de Controle da Suspensão é constituído de uma série de elementos distintos, a saber: - Uma Base-Padrão de Esfera Citroën, que aloja uma esfera pneumática do tipo “acumulador” (sem elemento de bloqueio ou amortecimento). - Uma Válvula, controlada hidraulicamente, que conecta ou isola a esfera acima, ao/do restante do circuito da suspensão e, em conseqüência, um Pistão de Controle, no interior do “bloco de controle”. - Um arranjo de Válvula de pistão e esfera, que controla o fluxo de fluído (LHM) entre os elementos de suspensão ou esteios das rodas (substituto do amortecedor) da roda esquerda e o da direita. O “arranjo” é tal, que a válvula de esfera limita ou bloqueia o fluxo de fluído, mas é desabilitada pela correção de altura da suspensão, para permitir que a pressão de fluído das estruturas das extremidades direita e esquerda (esteios das rodas), permaneça equalizada. - Dois Elementos “damping” (de amortecimento ou bloqueio), semelhantes aos empregados nas Esferas Pneumáticas de Suspensão, que agem como registros de bloqueio da esfera central. Os “Blocos de Controle de Suspensão” da frente e de trás são os mesmos (peças idênticas). A figura abaixo (fig. 1) mostra o Bloco de Controle de Suspensão, com a “eletro-válvula”, descrita logo a seguir, já montada. Fig. 1 Bloco de controle 1) Eletro-válvula A eletro-válvula está montada no Bloco de Controle da Suspensão e é “pilotada” (comandada) pela ECU. Sua resistência é de 4 Ohms e a voltagem nominal para trabalho contínuo é de 2,6 V (portanto, cuidado para não testar, aplicando 12 V, que ela “queima”). Entretanto, devido à indutância do enrolamento, a ECU emprega modulação por largura de pulso, para conseguir uma corrente constante através do enrolamento. Isso faz a válvula reagir de modo mais rápido, mediante um aumento da voltagem de controle, quando ela é “ligada”, mas também reduz o aquecimento durante o período de funcionamento. Uma vez que os efeitos indutivos foram superados, a válvula pode permanecer no estado “ligado”, pelo período de tempo tão longo quanto necessário. A válvula é projetada para permanecer “ligada” indefinidamente, pelo tempo em que a corrente adequada é conduzida através de seu enrolamento. A secção transversal é mostrada abaixo, na figura 2. Fig. 2 Secção Transversal da Eletro-válvula A eletro-válvula, por si só, não controla o fluxo de fluído (LHM), na entrada da esfera pneumática central. Ao invés disso, ela controla o fluxo de alimentação da “Válvula Controlada Hidraulicamente”, no interior do Bloco de Controle da suspensão. A eletro-válvula habilita a passagem da pressão de alimentação principal, da fonte de alimentação principal, para o pistão de controle localizado dentro do Bloco de Controle (do orifício marcado “LHM”, para o orifício marcado com o esboço do Bloco de Controle e respectiva esfera, na figura acima); ou, ativando o pistão de controle, ela habilita o fluído, sob pressão, a “escapar”, através de uma válvula de “não-retorno” simples, através do corpo da válvula (orifício marcado com o esboço do reservatório de LHM, na figura acima). Dessa maneira, a eletro-válvula, na verdade, só comanda o pistão de controle, em conseqüência, gerando uma cadeia de arranjos eletrohidráulicos. A parte elétrica da válvula (enrolamento) é energizada, quando a suspensão está comandada, pela ECU, em seu modo der operação “soft” (macio ou suave) de funcionamento. Eletricamente, a posição de repouso da eletro-válvula, mediante a ausência de corrente, através do enrolamento, corresponde ao modo “Hard” (duro ou rígido) da suspensão. Contudo, devido à ação indireta da válvula da suspensão (válvula controlada hidraulicamente), inserida no interior do corpo do regulador da suspensão, dependendo da pressão da suspensão e da fonte de alimentação principal, com a eletro-válvula desligada (mesmo desconectada), a suspensão pode permanecer em cada posição, por longos períodos de tempo. Com a alimentação principal de pressão da suspensão sob pressão nominal, ambas as partes elétrica e hidráulica, permanecerão no modo “Hard” (duro/rígido). 2) Esfera central A esfera pneumática central é uma esfera do tipo acumulador, que é utilizada para prover um aumento de elasticidade e amortecimento da suspensão, quando ela está conectada, hidraulicamente, ao restante do circuito da suspensão. A esfera difere, dependendo da versão do veículo, bem como da maneira em que será usada, na suspensão dianteira ou traseira. Fig. 3 Bloco de Controle no modo “SOFT” A figura 3, acima ilustra o ajuste no modo de operação “Soft” (suave/macio), do Bloco de Controle. As áreas em azul são de fluído LHM sob a pressão da suspensão. A área em vermelho é a alimentação hidráulica da suspensão, sob a pressão de alimentação do sistema (igual à pressão do acumulador principal, sob condições de operação normal). O elemento central é o Bloco de Controle da Suspensão. A eletro-válvula (canto esquerdo inferior) abre a alimentação de pressão para mover o pistão de controle, dentro do Bloco de Controle, que libera a circulação entre a Esfera Pneumática Central e o resto do circuito da suspensão. Observe a área azul. O fluído passa através de dois “damping blocks” (blocos de amortecimento ou válvulas de bloqueio), um para cada conexão de elemento de suspensão (esteio de roda), para dentro da esfera pneumática central (do eixo, dianteiro ou traseiro). Quando ambos os êmbolos dos esteios de roda (amortecedores) se movem em uníssono, efetivamente, a esfera central equivale uma esferapadrão, com um elemento de amortecimento, com um orifício com o dobro da área de um elemento de amortecimento simples, dentro do bloco de suspensão. Entretanto, quando há deslocamento de fluído de um elemento de suspensão (de roda), para o outro, como ocorre quando o veículo tende a se inclinar lateralmente (movimento de rolagem em torno do eixo longitudinal), para a direita ou esquerda, o fluído tem que passar através de ambos os elementos amortecedores (ou limitadores de fluxo), consecutivamente. Adicionalmente a isso, a esfera pneumática central apresenta uma elasticidade que amortece esse fluxo transversal, absorvendo variações bruscas de pressão entre os elementos das extremidades (amortecedores) e diminuindo a velocidade de fluxo de fluído entre as esferas das extremidades. Dessa forma, o comportamento de rolagem ou inclinação lateral da suspensão é aperfeiçoado. Fig. 4 Bloco de controle no modo “HARD” A figura acima mostra o Bloco de Controle da Suspensão no modo de operação “Hard” (rígido ou duro). A eletro-válvula não permite que a alimentação principal de pressão passe através dela (bloqueia a passagem) e mova o pistão de controle. A pressão, no interior da Esfera Central, que sempre é maior do que a do circuito de retorno, sob condições de pressão normais, moverá o pistão de controle para uma posição que isola a esfera central completamente. A pressão remanescente, na esfera central, permanece ignorada (área em verde, na figura 4). As regras de controle da eletro-válvula são estabelecidas, levando isso em conta, de tal forma que a pressão é periodicamente equalizada, de modo a habilitar o Bloco de Controle a assumir o modo “Soft” (macio) por certo período de tempo. Isso é feito por ser possível que haja diferença de pressão entre os elementos extremos (amortecedores das rodas) (área em azul), no instante em que o Bloco de Controle vai para o modo “Hard” (duro) ou que retorna ao modo “Soft” (macio), em conseqüência da dinâmica da suspensão (aceleração, frenagem, oscilação devido à irregularidade do terreno); ou, no momento em que a altura do veículo está sendo selecionada para posição diferente. O fluxo de fluído, de um elemento de suspensão (extremidade) para outro, ainda tem que passar por ambos os blocos de amortecimento, mas isso é, adicionalmente, limitado, mediante o emprego de uma válvula simples de pistão e esfera, que agora é posicionada no circuito, entre os elementos de amortecimento da suspensão (amortecedores), no lugar da Esfera Pneumática Central. A esfera (da válvula de pistão e esfera) é posicionada de tal maneira, no caminho do fluído, que qualquer fluxo transversal que por ela passe, a desloque de modo a bloquear a saída do fluído, em direção à outra extremidade (amortecedor oposto), limitando, assim, o fluxo de passagem transversal. Esse fato amortece, consideravelmente, o fluxo transversal (veja a figura 5, abaixo) e, em conseqüência, o movimento de inclinação lateral do veículo. Fig. 5 Válvula de Pistão e Esfera (Curva à esquerda) Na figura 5, acima, uma situação é mostrada em que o veículo está efetuando uma curva para a esquerda e tende a inclinar para a direita (lado de fora da curva). Essa força de “rolagem” faz com que o elemento de suspensão do lado direito comprima o fluído no interior de seu cilindro e, o do lado esquerdo, ao contrário, expanda o seu, provocando um fluxo inicial de passagem através da válvula, do elemento comprimido (direito) para o expandido (esquerdo). Esse fluxo transversal move a esfera, dentro da válvula, de sua posição de repouso (centro), em direção à saída para o elemento esquerdo, fechando a passagem para fluxo adicional. Permanecerá nessa posição, enquanto permanecerem atuando sobre ela, as forças de fluído que a deslocaram (sucção no lado esquerda e pressão do lado direito). Essas forças somente cessarão, quando cessar a força de rolagem, por ocasião do término da curva. O amortecimento remanescente é deixado por conta das esferas montadas nos elementos de suspensão ou “esteios” das rodas (amortecedores). Fig. 6 fig. 7 Válvula de Pistão e Esfera Suspensão subindo Válvula de Pistão e Esfera Suspensão descendo Por ser possível que o veículo necessite mudar a distância em relação ao solo, enquanto uma tendência de inclinação lateral é sentida, como ocorre quando o veículo é freado em uma curva, a válvula de esfera tem um arranjo adicional, através de um pistão, no curso do fluído que vem do corretor de elevação. Nas figuras acima (6 e 7), duas situações são mostradas, quando uma correção de altura se faz necessária. Na figura 6, à esquerda, a suspensão necessita ser levantada (caso da suspensão dianteira, no momento da frenagem). Isso pode significar que a pressão vinda do corretor de elevação se torne mais elevada do que a que vem da suspensão. Essa diferença de pressão desloca o pistão da válvula para baixo, desalojando a esfera da válvula anti-inclinação lateral (“anti-roll”) de sua posição de bloqueio de saída de fluído, para permitir a pressão se elevar, de modo igual, em ambos os elementos de suspensão, das rodas direita e esquerda. Se a esfera não fosse desalojada da saída de fluído, a pressão poderia se elevar somente em uma estrutura lateral (esteio de roda), aumentando a diferença de pressão entre os lados, o que manteria a esfera na posição de bloqueio mesmo cessada a força de rolagem ao término da curva e, em conseqüência, a suspensão desequilibrada. A figura 7, à direita, mostra a situação oposta, onde a suspensão necessita ser abaixada. Neste caso, o fluído necessita sair de ambos os elementos de suspensão (maior pressão) em direção ao corretor de elevação (nesse caso, com menor pressão). Esse fluxo de entrada, na válvula “anti-roll”, desalojará a esfera para o centro, liberando o fluxo do fluído em direção ao corretor de elevação. Sendo a pressão do lado do regulador, agora, menor do que a das extremidades das rodas, a pressão da suspensão moverá o pistão em direção à linha de retorno e o fluído escapará dos elementos de suspensão das rodas, abaixando aquele eixo do veículo. III - O Subsistema Eletrônico A ECU da suspensão recebe sinais (informações de entrada) de vários sensores e, com base em dois conjuntos de regras (algoritmos), um para cada modo (“Hard” e “Soft”) da suspensão, ativa as eletro-válvulas. Embora haja duas eletro-válvulas, as quais selecionam o modo de operação da suspensão, uma para as rodas dianteiras e outra para as traseiras, a ECU as opera como se fossem uma única válvula e, por isso, a ECU tem um único sinal de saída. A ECU utiliza 7 (sete) sensores, que geram um total de 10 parâmetros de entrada. 1 – Sensor de Velocidade do veículo; 2 – Sensor de Posição (2a) e Velocidade de giro (2b) do volante; 3 – Sensor de Velocidade de Afundamento (3a) e Soltura (3b) do pedal do acelerador; 4 – Sensor de Magnitude (4a) e Velocidade (4b) de movimento vertical da carroceria; 5 – Sensor de Pressão do freio; 6 – Sensor de abertura de portas e porta-malas; 7 – Sensor de Ignição ligada / desligada. O funcionamento dos sensores é descrito a seguir: 1 – Sensor de velocidade: O sensor funciona com base no efeito “Hall” e produz 8 pulsos por rotação (aproximadamente 5 pulsos por metro percorrido pelo veículo, o que depende um tanto da medida dos peneus empregados). O sensor de velocidade está localizado na caixa de câmbio, na saída do cabo do velocímetro, que se encaixa nele ou, em caso de versão equipada com velocímetro eletrônico, seus pulsos também são encaminhados a este, por meio de fio. 2 – Sensor de Ângulo e Velocidade de giro do volante: O sensor é ótico-eletrônico e produz um sinal de onda quadrada a partir de dois sensores óticos, fixados à coluna de direção (parte fixa). Para cada um, há um emissor de luz infravermelha, sendo os fachos interrompidos por uma coroa móvel com 28 orifícios, que gira com o volante. A ECU “sente” as variações de sinal recebido dos sensores óticos (um pulso a cada passagem de luz por um orifício da coroa, num total de 28 pulsos por volta do volante). Através de artifício eficaz, amplia a resolução do sensor, utilizando as “margens laterais” dos pulsos, multiplicando assim, a resolução por 4 (entre dois pulsos, 4 margens ou limites, os do pulso e os do espaço). Isso produz uma mudança de margem de pulso, a cada 3,214 graus de giro ou rotação do volante. O sinal do sensor é utilizado de três modos: a) A Posição de “Linha Reta” do volante (ou posição “Zero”) é assumida quando a velocidade do veículo é menor que 30 km/h e o acúmulo de pulsos foi zero, por um período de tempo de 90 segundos. Isso é usado, então, como referência para a “posição Zero” do volante. No processo de “acumulação de pulsos”, a resolução não é multiplicada por 4 (são utilizados os pulsos e não suas “margens laterais”). Isso é feito, para evitar a sensibilidade excessiva a pequenos movimentos que o motorista possa ter que usar para corrigir minúsculas irregularidades de rodagem, ou a eventual folga do volante. Para que um pulso seja acumulado dessa forma, dependendo da “posição atual” do sensor do volante, é necessário que passe um orifício da coroa ou roda dentada, debaixo de ambos os sensores óticos. Adicionalmente, o número de pulsos acumulados em cada direção é totalizado e a posição “Zero” do volante também é corrigida, usando essa contagem. Por ser o número de voltas do volante do batente esquerdo ao direito, conhecido (2,94 voltas, no caso do Xantia), o sensor pode gerar um máximo de 84 pulsos, 42 em cada sentido, a partir do centro (posição de “linha reta” ou “Zero”). Esse processo é um fator de correção menor porque uma diferença de mais de 5 pulsos pode ocorrer, devido ao alinhamento do volante e fenômenos similares. Uma contagem total maior do que 47 (42+5) pulsos em cada direção, automaticamente, corrige a referência interna de “linha de centro” ou “posição Zero”, pela diferença entre o número de pulsos atual, menos 47. b) As margens laterais dos pulsos de ambos os sensores óticos são contados, em relação à posição “Zero” ajustada conforme mostrado em “a”, acima, para deduzir a posição atual do volante. A seqüência de margens de mudança de sinal (pulsos) de ambos os sensores óticos é empregada para deduzir o sentido (direita ou esquerda) em que o volante está sendo girado. c) O tempo entre as margens também é medido, para determinar a velocidade de rotação do volante. 3 – Sensor de Movimento Vertical da carroceria (oscilação vertical) Esse sensor é semelhante ao sensor de rotação do volante. Ele é constituído de dois sensores óticos, com dois emissores de luz infravermelha, interrompida ou liberada por um disco com 45 dentes em sua coroa, que passam entre os emissores e os sensores (o dente obstrui o facho e o espaço entre dentes libera, ou permite que a luz atinja o sensor). Dessa forma, tem a capacidade de produzir 45 ciclos de pulso de onda quadrada completa, por rotação do disco. A ECU, novamente, utiliza as “margens” dos sinais (limites laterais dos pulsos) dos dois sensores óticos, de modo a quadruplicar a resolução do sensor. Intervalos excessivamente longos entre pulsos são obtidos, quando a suspensão trabalha como resultado de uma seleção de mudança de altura, comandada, manualmente, pelo usuário, através da movimentação da alavanca seletora, no console central, próxima à alavanca de câmbio. Esses intervalos longos, não são levados em conta pela ECU. Do mesmo modo que ocorre com o sensor de volante, o sensor de movimento vertical é utilizado para deduzir a amplitude e a velocidade do movimento vertical (trabalho vertical da suspensão). Devido ao modo como o sensor é ajustado, ele é capaz de detectar o levantamento / afundamento (“squat” / “dive”) e, por extensão, a rolagem ou inclinação lateral. O sensor é conectado à barra estabilizadora dianteira, à direita da montagem do corretor de elevação. - Nota do tradutor: O termo “Squat”, que aparece por diversas vezes no texto, está sendo empregado para designar o movimento de afundamento da traseira e levantamento da dianteira do veículo, como ocorre em uma arrancada ou aceleração brusca. Do mesmo modo, “Dive” significa o movimento inverso ao “Squat”, com o afundamento da dianteira e levantamento da traseira, como ocorre em situação de desaceleração brusca como numa freada ou freio-motor. Os efeitos que se deseja neutralizar são os de “Squat” / “Dive”, mas, como o sensor está montado no link da suspensão dianteira, o movimento detectado, na verdade, é o de levantamento para “Squat” e afundamento para “Dive”. Continuação do texto original: -Por estar o sensor montado fora de centro, na barra estabilizadora, sua sensibilidade à rolagem é três vezes menor do que a de levantamento / afundamento. Somente uma pequena parte da circunferência completa da coroa é utilizada, para um arranjo adequado de montagem. Infelizmente, a documentação disponível não é clara com relação a quantos pulsos do sensor corresponde a qual amplitude de movimento vertical. A figura “8” abaixo mostra como o sensor se parece. Note que a alavanca no lado de trás da peça (canto esquerdo, na figura), termina em uma pequena junta esférica. Ela é conectada ao link da suspensão, através de uma pequena haste plástica, com soquetes esféricos em ambas as extremidades. O sensor é fabricado pela Valeo e está localizado entre a roda direita e o corretor de elevação, a poucos centímetros da barra estabilizadora. Fig. 8 Sensor de Movimento Vertical da carroceria 4 – Sensor de posição do Pedal do Acelerador Esse sensor é um potenciômetro de 4,7 k Ohms, ligado ao pedal do acelerador por meio de uma manivela com mola. O cursor do potenciômetro possui um resistor integrado em série (R1, no diagrama da direita) de 2 k Ohms. O sensor está localizado no interior do veículo, em baixo do painel, bem próximo ao mecanismo do acelerador e sua pequena manivela é movida pelo movimento do pedal do acelerador. A manivela é puxada para a posição de repouso, por uma mola no interior do corpo do sensor. Fig. 9a– (sensor) fig. 9b – (diagrama) Sensor de Posição do Acelerador O curso total do potenciômetro está dividido em 256 degraus pela ECU. O sensor é suprido a partir de uma fonte de referência de 5 V, dentro da ECU, que também é referência de escala completa para um conversor analógico/digital de 9 bits. O sensor, então, divide os 5 V da voltagem de referência, conectados entre os pinos 1 e 3; e o conversor A/D, no interior da ECU é conectado entre os pinos 2 e 3. Devido à posição inicial do pedal do acelerador e a máxima variação de curso, o curso total do pedal resultará em 160 a 220 degraus, dos 256 utilizáveis. Todavia, o sinal do sensor somente é tido como um valor relativo, por isso, o número real de degraus utilizáveis não é um tema relevante. 5 – Sensor de Pressão do Freio Esse sensor é uma simples chave, ativada por pressão. A pressão de ativação é de 30 bars. O sensor está localizado num bloco de conexão de conduítes, junto ao bloco ABS. Os dois estão localizados na base do pára-lama dianteiro esquerdo e abaixo da bateria. O sensor se parece com a figura mostrada abaixo. Fig. 10 Sensor de Pressão do Freio 6 – Sensores de Abertura de Portas e Porta-malas Os interruptores estão localizados nas colunas das portas e no ferrolho do porta-malas. Há, na verdade, duas entradas para interruptor, na ECU. Os interruptores de portas são interligados por um fio, conectado a uma das entradas da ECU, sendo também direcionado ao temporizador da iluminação interior do veículo. O interruptor do porta-malas é conectado à outra entrada da ECU e também direcionado à lâmpada de iluminação do porta-malas; e a detecção de abertura do porta-malas alimenta, ainda, o mostrador de status do painel (caso do XM). Os sinais de abertura de portas, para o mostrador de status do painel (XM) são gerados por um outro grupo de interruptores, completamente independente do descrito acima. Interruptor de Ignição Ele é empregado como um sensor de energia ligada, que gerará um “RESET” (reorganização) e um autoteste na ECU. Ligar e desligar a ignição também gera, na ECU, uma série de eventos que visam garantir a adequada equalização de pressão entre as esferas das extremidades (rodas). IV - Operação A ECU é uma unidade micro-processada, que executa regras (programas) de controle da suspensão. De modo geral, a ECU utiliza os sinais fornecidos pelos sensores 2, 3 e 4 (Volante, Movimento vertical e Acelerador) e, em complemento, 5, 6 e 7 (Freio, Abertura de portas e Porta-malas e Ignição), tudo em relação à velocidade do veículo (sensor 1), para formar várias tabelas de limiares ou limites. Quando algum sinal de determinado sensor ultrapassa o limiar estabelecido na tabela, a suspensão é posta no modo “HARD” (duro/rígido). Em outras palavras, há uma lógica OR de funcionamento, implícita para os sensores de entrada (portas lógicas OR). A ultrapassagem do limiar ou limite, de cada valor pré-estabelecido na tabela, também está sujeita a um valor de tempo de espera ou retardo de ação. O sinal tem que permanecer no valor ou além do valor previsto na tabela, por determinado tempo também pré-estabelecido, antes do qual, o sinal não gerará, por parte da ECU, um comando de suspensão “Hard” (dura). Adicionalmente, há 4 regras prioritárias, em relação às definidas na tabela: 1- A ECU coloca a suspensão no modo “SOFT” (macio), quando a ignição é ligada ou desligada. Essa regra supera todas as outras, até 30 seg. após o início do movimento, ou até o veículo atingir a velocidade de 24 km/h, o que ocorrer primeiro. 2- Se a ECU concluir que há um problema de funcionamento do sistema (problema interno na ECU, problema em algum de seus sensores, ou das eletro-válvulas), a suspensão será comandada para o modo “Hard (duro)”, até a ignição ser desligada, as portas ou porta-malas tenham sido abertos, com uma velocidade menor do que 24 km/h, o que ocorrer primeiro. A ECU executa um “autoteste” quando a ignição é ligada. Todavia, alguns sensores não conseguem ser testados, ao se ligar a energia. Para neutralizar essa limitação, a ECU gerará informações de falha, se não houver correlação ou coerência entre as informações fornecidas pelos sensores (por exemplo, nenhuma informação de movimento vertical, mas velocidade do veículo superior a 24 km/h, etc.). 3 - Quando a suspensão permanecer no modo “Hard” (duro), por mais de 2 minutos, a ECU gera uma mudança momentânea para o modo “Soft” (macio), para assegurar a equalização de pressão entre as esferas das extremidades (rodas) e as centrais (eixo). Se o sinal de modo “Hard” persistir, a suspensão retornará ao modo “Hard” dentro de 50 m, após o que, a temporização de 2 min é novamente reinicializada. O tempo de espera de 2 min é reinicializado, toda vez que a suspensão retorna ao modo “Hard”. 4 - Abertura de portas ou porta-malas, abaixo de 24 km/h, supera qualquer regra. Regras que usam informações de outros sensores são dadas abaixo: O Sensor de Volante é usado para deduzir duas informações: velocidade de giro do volante e ângulo do volante. Ambos os valores são tratados separadamente. O propósito disso é calcular a aceleração lateral do veículo (velocidade do veículo x ângulo do volante) e a mudança potencial de aceleração lateral (velocidade do veículo x velocidade de giro do volante). Provavelmente isso tenha sido feito dessa maneira, para economizar uma grande quantidade de memória que seria necessária para uma análise a três parâmetros (velocidade do veículo x ângulo do volante x velocidade de giro do volante). As regras do sensor de volante, na realidade, fornecem um grau potencial de “rolagem” (inclinação lateral) do veículo. A “rolagem” ou inclinação lateral do veículo é significativamente reduzida, no modo “Hard” (duro) da suspensão. Por isso, as regras têm que ser estabelecidas de modo à inclinação lateral ser minimizada, quando exista potencial para isso, mas a suspensão deve permanecer em “Soft”, para absorver solavancos, quando não existe potencial de inclinação, causado pela mudança de direção do veículo. A Tabela “1”, abaixo, apresenta os limiares ou limites de ângulo do volante, em função da velocidade do veículo. Se o ângulo do volante se tornar maior do que o limiar estabelecido para determinada velocidade do veículo, para o ajuste de comportamento selecionado pelo motorista (“NORMAL” ou “SPORT”, na chave seletora existente no console central), a suspensão passará para o modo “Hard” (duro). Ela retornará ao modo “Soft”, novamente, quando o ângulo do volante ou a velocidade do veículo cair para um valor situado abaixo do limiar estabelecido na tabela e permaneça nessa situação (abaixo do limiar), por 1,5 seg. (tempo de espera). (somente 1,5 seg. após o ângulo do volante e a velocidade do veículo se adequarem à tabela). Tabela “1” Ângulo do Volante em função da Velocidade do veículo Velocidade do Veículo (km/h) < 34 34 - 39 40 - 49 50 - 59 60 - 68 69 - 78 79 - 89 90 - 99 100 -119 120 -139 140 -158 159 - 179 > 179 Ângulo do volante (graus) NORMAL SPORT N/A N/A 174 119 100 67 84 56 68 45 55 37 42 28 33 22 26 17 23 15 20 13 13 9 10 7 A Tabela “2”, abaixo, fornece os limiares ou limites de velocidade de giro do volante, para cada faixa de velocidades do veículo. Se a velocidade de giro do volante se tornar maior do que o limite estabelecido para a faixa de velocidades, dentro da qual o veículo se encontre, em função do ajuste de comportamento (“NORMAL” ou “SPORT”), selecionado pelo motorista, a suspensão passará para o modo “Hard” (duro). Do mesmo modo que no caso do ângulo, ela retornará ao modo “Soft” (macio) 1,5 seg. após a velocidade de giro ou a velocidade do veículo cair para um valor compatível com a tabela. Tabela “2” Velocidade de Giro do Volante X Velocidade do veículo Velocidade do Veículo (km/h) < 24 24 - 29 30 - 39 40 - 49 50 - 59 60 - 68 69 - 79 79 - 89 90 -99 100 -119 120 -139 140 - 158 > 158 Velocidade de giro do volante (graus/s) NORMAL SPORT N/A N/A 535 357 401 267 246 164 178 119 110 73 82 55 62 41 53 35 42 28 30 20 22 15 20 13 A amplitude e a velocidade do movimento vertical da carroceria são obtidas pelo sinal fornecido pelo sensor de movimento vertical da carroceria. A amplitude e a velocidade são, entretanto, usadas de maneira diferente. A velocidade do movimento vertical é usada como parâmetro para a ativação de dois tipos de correção: 1 – Correção de pneu vazio: - Se a velocidade de movimento da carroceria excede 300 mm/s, a suspensão passa para o modo “Hard” (duro) e todos os limites do modo ”Hard” são limitados a 60 mm. O “tempo de espera” ou retardo de ação, para essa correção, é de 0,4seg. 2 – Correção de movimento excessivo: - Se o movimento vertical da carroceria exceder a 60 mm, mais do que 3 vezes, dentro de 3 seg., a suspensão será posta no modo “Hard” (duro) e todos os limites de modo “Hard” serão limitados a 60 mm. O retardo ou tempo de espera, para essa correção, também é de 0,4seg. As correções permanecerão impostas, até que uma ou mais das seguintes condições sejam satisfeitas: 1 – A amplitude de movimento vertical permaneça abaixo do valor de “Hard” durante o tempo de espera ou retardo da correção; 2 – O Seletor de ajuste de condução seja colocado em “Sport”; 3 – A velocidade do veículo se torne maior do que 159 km/h; 4 – O ângulo de giro do volante seja maior do que um valor limite estabelecido em função da velocidade do veículo, conforme especificado na tabela abaixo. Uma vez satisfeitas, cada uma das condições acima, a suspensão passará para uma operação normal, gerida de acordo com os limites determinados na tabela abaixo. O cruzamento desses limites passará a suspensão para o modo “Hard” (duro) e permanecerá nesse modo, por 0,8 seg., a menos que o limite seja cruzado novamente, o que reinicia novamente o tempo de espera, mantendo a suspensão em “Hard”. Tabela “3” Limites de Afundamento / Levantamento / Ângulo do Volante X Velocidade do Veículo Velocidade do veículo (km/h) < 10 10 - 33 34 - 39 40 - 49 50 - 59 60 - 68 69 - 78 79 - 89 90 - 99 100 - 109 110 - 119 120 - 129 130 - 139 140 - 149 150 - 158 159 - 179 > 179 Afundamento (mm) N/A 84 84 54 54 54 54 54 48 48 48 48 42 42 42 42 36 Levantamento (mm) N/A 60 60 48 48 48 48 48 48 48 42 42 42 42 36 36 36 Posição do volante (graus) N/A N/A 87 50 42 34 27,5 21 16,5 13 13 11,5 11,5 10 10 6,5 5 Note que as regras que regem o ajuste da suspensão versus movimento vertical da carroceria são as mesmas para ambos os ajustes de condução (ou de comportamento da suspensão) “Normal” e “Sport”. A velocidade do pedal do acelerador é adotada em relação à velocidade do veículo. Isso é feito para antecipar a dinâmica do veículo, como resultado da aceleração ou freio-motor. As regras para esse sensor representam uma reação ao “Squat” (acocoramento) potencial do veículo (em aceleração) ou “Dive” (afundamento ou “mergulho") (em freio-motor). Ambos são significativamente reduzidos, quando a suspensão está no modo “Hard” (duro). O número de passos do conversor A/D, percorridos dentro de 25 m, é tomado como a medida de razão de variação de posição do acelerador. (velocidade do pedal). Regras separadas são empregadas para pressionamento e soltura do acelerador, conforme tabela abaixo: Tabela “4” Velocidade (pressionamento e soltura) do pedal do acelerador X Velocidade do veículo Velocidade do veículo (km/h) 0 - 14 15 - 49 50 - 99 100 - 134 135 - 199 > 199 0 -19 20 - 78 79 - 168 > 168 Velocidade de afundamento do acelerador (passos/25ms) “NORMAL” “SPORT” 2 1,3 3 2 4 2,6 5 3,3 6 4 7 4,6 Velocidade de soltura do acelerador (passos/25ms) 10 6,6 5 3,3 6 4 7 4,6 A tabela novamente fornece limites que, uma vez ultrapassados, compelem a suspensão a passar para o modo “Hard” (duro). O sensor de pressão do freio detecta a pressão no circuito hidráulico do freio dianteiro. Pelo fato de ser este um sensor de limite fixo, a regra de ajuste da suspensão em relação a ele é simples. Se a velocidade do veículo é maior que 24 km/h e o sensor de pressão está ativo, indicando que a pressão no circuito do freio é igual ou superior a 30 bar, a suspensão irá para o modo “hard” (duro). A suspensão permanecerá no modo “Hard”, pelo tempo em que a condição acima se mantiver. Isso é feito para prevenir um excessivo afundamento ou “mergulho”, quando os freios são aplicados. O sensor de abertura de portas e porta-malas anulará o ajuste “Hard” da suspensão, pelo tempo em que a velocidade do veículo estiver abaixo de 24 km/h. A suspensão, conseqüentemente, passará para o modo “Soft” (macio), sempre que qualquer porta ou a tampa do porta-malas for aberta e permanecerá no modo “Soft” por 30 seg. após todas as portas estarem fechadas, se a velocidade do veículo permanecer abaixo de 24 km/h. A partir da velocidade de 24 km/h e enquanto esse valor permanecer como velocidade mínima, as regras normais, previstas nas tabelas, serão aplicadas, mesmo que as portas ou porta-malas sejam abertos. É importante salientar que a suspensão passará para o modo “Soft” (macio) sempre que a chave de ignição for desligada. Permanecendo as portas abertas, com a ignição desligada, o ajuste “Soft” da suspensão estará limitado a uma temporização de 10 min., para evitar o descarregamento da bateria, pois o ajuste “Soft” exige que as eletroválvulas sejam energizadas (mesmo com a ignição desligada). A mudança de estado da chave de ignição (ligada/desligada) provoca um ajuste “Soft” (macio), iniciando uma temporização de 30 seg., que pode ser interrompida quando o veículo atingir a velocidade de 24 km/h. Quando a chave de ignição é ligada, a ECU também realiza um autoteste (ou autodiagnose), que dura 3 seg. A chave de seleção de modo de condução (ou comportamento da suspensão) “NORMAL" / “SPORT”, comandada pelo motorista, seleciona um dos dois conjuntos de regras de comportamento da suspensão. As regras são ligeiramente mais rigorosas para o modo de condução “SPORT”, situação na qual a suspensão passará para o modo “Hard” (duro) com muito mais facilidade, por que, em sua maioria, os limites são reduzidos. A lâmpada indicadora de “status” da suspensão tem uma dupla função: 1 – Quando a chave de ignição é ligada e o modo de condução ou comportamento da suspensão está selecionado em “NORMAL”, a luz indicará, durante os 3 seg. de autoteste da ECU, se o teste foi bem-sucedido. Se o teste foi mal-sucedido, isto é, quando há algo errado com a ECU ou um de seus sensores, durante o tempo de teste, haverá 1 ou mais lampejos da lâmpada, durante os 3 seg. de teste. 2 – Quando a suspensão está ajustada no modo de condução “SPORT”, a lâmpada de status permanece ligada, para indicar que o ajuste “SPORT” foi escolhido. A lâmpada de “status”, na realidade, acende ou apaga somente quando as regras da suspensão tenham sido mudadas em resposta a uma mudança de posição na chave seletora do motorista. Isso leva um pequeno espaço de tempo, por que as temporizações internas são reinicializadas. Por causa disso, a sinalização da lâmpada é levemente atrasada em relação à mudança de posição da chave seletora (“NORMAL” / ”SPORT”). V - Diferenças entre HIDRACTIVE I e HIDRACTIVE II O sistema de suspensão Hidractive I tem aproximadamente a mesma funcionalidade, por parte dos elementos hidráulicos, do que o sistema Hidractive II, com uma exceção: Não há limitação de rolagem, por parte da válvula de esfera e pistão, para o ajuste “Soft” (macio) da suspensão (Ela só limita a rolagem, quando a suspensão está no modo “Hard”). Por causa disso, a suspensão Hidractive I limita a “rolagem” ou inclinação lateral, pelo emprego de esferas de extremidade (rodas) significativamente mais amortecidas, para incrementar o potencial fluxo de fluído de través, entre os esteios das rodas, deixando ao duplo arranjo de amortecimento da esfera central (eixo) o encargo de amortecê-lo. Isso, no entanto, requer um ajuste de maior amortecimento (suspensão mais rígida), para ambos os modos (“Soft” e “Hard”) ou o sacrifício na manobrabilidade do veículo, uma situação para a qual é difícil encontrar um bom compromisso (meio-termo adequado), entre uma e outra opção. Os elementos hidráulicos utilizados, ainda que semelhantes em função, são totalmente diferentes nos sistemas Hidractive I e II, a ponto de se poder afirmar que “a única coisa realmente semelhante, são as esferas”. Os elementos de controle da suspensão não têm eletro-válvulas integradas. Ao invés disso, uma eletro-válvula é montada separadamente e, os pistões de controle, dentro das unidades de controle, são hidraulicamente controlados, por meio de dutos hidráulicos, que proporcionam a correção à eletro-válvula. A integração entre a eletro-válvula e o corpo do elemento de controle, no sistema Hidractive II reduz o número de dutos hidráulicos. Entretanto, a maior diferença no modo como são construídos os dois sistemas (Hidractive I e II), está na ECU. Embora os sensores sejam praticamente os mesmos (exceto o sensor de velocidade, que é “Tachogenerator” em Hidractive I e “Chave Hall” em Hidractive II), a lógica de operação da ECU é diferente para os dois sistemas. Hidractive I somente tem um único conjunto de regras, que somente é aplicado quando o modo de condução, selecionado pelo motorista, através da chave seletora na console, é o “AUTOMATIC” (automático). Quando o modo de condução está selecionado em “SPORT”, a suspensão é passada para “Hard” (duro) e permanece nesse estado, até o modo de condução ser retornado para “AUTOMATIC”, através da chave seletora da console, exceto durante o breve período de autoteste da ECU, que é semelhante, em operação, ao do sistema Hidractive II. O sistema Hidractive II utiliza ambos os ajustes “Hard” (duro) e “Soft” (macio), em ambos os modos de condução selecionáveis (“Normal” e “Sport”). Os modos de condução ou comportamento da suspensão foram mudados de “Automatic” e “Sport” de Hidractive I, para “Normal” e “Sport”, em Hidractive II. Em Hidractive I, somente o modo “Automatic” tem um gerenciamento eletrônico, a partir de um conjunto de regras, aplicadas pela ECU. No modo “Sport”, a suspensão é ajustada em “Hard” (duro). Em Hidractive II, cada modo de condução ou comportamento da suspensão, escolhido através da chave seletora (“Normal” ou “Sport”) tem um conjunto separado e próprio de regras, executado pela ECU. VI - Aperfeiçoamentos e Projetos possíveis Uma ECU de reposição para Hidractive I poderia ser programada de modo a fazer com que a suspensão tivesse um comportamento semelhante ao da Hidractive II. A única diferença seria a ausência de limitador hidráulico de rolagem (inclinação lateral), para o ajuste “Soft” (macio). Da mesma forma, uma ECU de reposição poderia ser programada, de tal modo que poderia ser utilizada por ambas as montagens (Hidractive I e Hidractive II), de modo a ter muitos ajustes, ao invés de apenas dois (Normal e Sport). Seria mesmo possível a programação, de modo a obter um modo continuamente variável, entre um extremo, de ajuste constantemente “Hard” (duro) (caso da Hidractive I, em “SPORT”) e outro em que a suspensão passaria a maior parte do tempo no ajuste “Soft” (macio), com regras muito flexíveis de transição para o ajuste “Hard” (duro). A montagem Hidractive II pode também ser modificada para controlar as eletro-válvulas dianteiras e traseiras, separadamente (semelhante à Hidractive III). Em particular, um modo com regras de ajuste mais severas para a suspensão traseira poderia ser muito útil, em situações onde um veículo, com carga relativamente leve, é empregado para puxar um trailer. Nessa situação, tendo somente a suspensão traseira maior presteza em passar para o ajuste ”Hard” (duro), ou até mesmo permanecer sempre no ajuste “Hard”, poderia ser uma boa idéia. Entretanto, isso só é possível para a suspensão Hidractive II. Hidractive I é hidraulicamente conectada de modo a operar ambos os blocos de controle da suspensão (dianteira e traseira) simultaneamente. Outra possibilidade poderia ser uma regra com base em aceleração para velocidade de giro / ângulo do volante e velocidade do veículo, isto é, uma verdadeira tabela de consulta a três parâmetros. A tecnologia de memória tem evoluído consideravelmente, desde que cada uma das ECU (Hidractive I e Hidractive II) foi projetada (XM – 1989 e Xantia – 1995). A ampliação de memória, necessária para a análise a três parâmetros, seria insignificante, diante da capacidade de memória disponível nos dias atuais. - Notas do tradutor 1 – As ECU dos sistemas Hidractive (I e II) são montadas com base em memórias PRON, ou seja, programáveis através de “queima” de diodos internos, o que permite uma única programação. Portanto, a proposta se baseia na aquisição de uma ECU “nova” e a “programação” com certeza do que se está fazendo (qualquer erro representaria a perda da ECU). 2 – A “ampliação de memória” implica na necessidade de substituição dos Chips de memória, por outros de maior capacidade, compatíveis com o circuito impresso da placa-mãe. O texto foi escrito na Europa onde, com certeza, há maior facilidade de se encontrar o material necessário. VII - Aprimoramento no Conforto da Suspensão 1 – Modificações possíveis para os elementos hidráulicos: Ainda que assim chamadas “esferas de conforto” sejam disponíveis, isso não é uma real resposta às freqüentes reclamações de motoristas usuários de Citroëns antigos, de que “a suspensão dos XM não é tão confortável assim”. Esferas de conforto são montadas somente nos esteios das rodas (extremos). Elas reduzem o amortecimento da suspensão em ambos os ajustes (“Hard” e “Soft”), por que “esferas de conforto” possuem os elementos de amortecimento com orifícios maiores e elas são constantemente ligadas à suspensão, independentemente do ajuste “Hard” ou “Soft”. Infelizmente, isso também compromete a manobrabilidade do veículo por que afeta o comportamento de “rolagem” (inclinação lateral), bem como o de “Squat” / “Dive”. Para ajustar a suspensão de modo diferente do original, a constante de molejo das esferas tem que ser ajustada para menos, juntamente com a de amortecimento. Para tanto, a pressão das esferas tem que ser aumentada (substituição por esferas de maior pressão), mas isso pode limitar o curso da suspensão no modo “Hard” (duro), a menos que o volume das esferas também seja aumentado. Isso também resultará em mudanças no comportamento da suspensão, para diferentes situações de carga. Todas essas exigências reduzem significativamente as opções de esferas utilizáveis. Uma melhor opção poderia ser desmontar, parcialmente, o elemento de controle da suspensão e aumentar a bitola dos orifícios dos elementos de amortecimento, em seu interior. Além disso, uma esfera de maior pressão pode ser montada como esfera central (por exemplo, uma “esfera acumuladora”). No caso da esfera central, o volume não é crítico, pois existem três esferas atuando, quando a suspensão está no ajuste “Soft” (macio), o que dá um ambiente de controle suficiente para o deslocamento do fluído. Essa composição não afetará a performance de “rolagem” (inclinação lateral) do modo “Hard” (duro), mas afetará essa performance, no modo “Soft” (macio). Essa composição não afetará, significativamente, a manobrabilidade do veículo, por que esta é majoritariamente determinada pelo ajuste “Hard” da suspensão e este não foi alterado. 2 – Modificações possíveis nos elementos eletrônicos: Mudanças nas regras da ECU, sem mudança de nenhum elemento hidráulico, pode, provavelmente, incrementar o conforto da suspensão, se bem que, entretanto, isso pode comprometer a manobrabilidade do veículo, por que o comportamento básico da suspensão é ditado pelos elementos hidráulicos. A suspensão poderia ser “tunada” (personalizada) para rodar no ajuste “Soft” (macio) a maior parte do tempo, pelo relaxamento das regras (modificação dos limites das tabelas) que a passam para o modo “Hard” (duro). Mudanças nos elementos hidráulicos devem ser preferencialmente acompanhadas por mudanças nas regras da ECU. Em alguns casos, algumas modificações na ECU existente somente são possíveis mediante a “reprogramação” desta. A documentação disponível deixa a questão da reprogramação em aberto. Não existem dados a respeito do assunto. Uma ECU de reposição poderá, com certeza, ser programada com maior facilidade, conforme a necessidade. - Notas do tradutor: 1 – Ao que se sabe, sendo as memórias “PRON”, estas não permitem “reprogramação”, conforme sugere o autor, a menos que os “chip” de memória sejam substituídos por outros “virgem”. 2 – Para “programar” uma ECU de reposição, de modo diferente do programa original, disponível na rede autorizada, o novo programa tem que ser integralmente elaborado, sem margem para erro, que implicaria na perda da ECU (queimou, tá queimado!). 3 – Da análise do problema, duas questões ficam em aberto, para serem respondidas, após uma pesquisa mais aprofundada: a) – Existem, disponíveis no mercado, os “chips” de memória virgem originais ou compatíveis com o circuito da placa-mãe? b) – Existe a possibilidade de substituir as memórias “PRON” por memórias “EPRON”, portanto, reprogramáveis tantas vezes quanto se deseje, a exemplo da ECU do sistema de ignição / injeção eletrônica? Essa solução, se viável, viabilizaria o aproveitamento da própria ECU original do veículo, sem a necessidade de aquisição de uma nova, de reposição, absurdamente cara e, normalmente não disponível para pronta entrega. Fica aí, como desafio, a “inspiração” como sugestão de “transpiração” por parte de quem tenha suficiente interesse no assunto e detenha o necessário conhecimento científico para a análise, bem como a necessária preparação técnica para a execução.