Trabajos en el sistema de frenado de los vehículos híbridos de Toyota

Trabajos en el sistema de frenado de los vehículos híbridos de Toyota

Las condiciones de funcionamiento y uso del sistema de frenado en vehículos híbridos difiere de los vehículos que utilizan únicamente el motor de combustión interna (ciclo Otto o Diésel).

Este tipo de vehículos acoplan motores eléctricos al sistema de tracción, apoyando al motor térmico en aceleraciones o supliéndolo por completo; el motor térmico no se encuentra en marcha y es el eléctrico el que se encarga de propulsar el vehículo. Estos electromotores, también son capaces de actuar como generadores en las fases de reducción de velocidad, aprovechando la energía cinética del vehículo para recargar las baterías. Esta última fase, conocida como freno regenerativo, ayuda a reducir significativamente la velocidad del vehículo, aunque no es suficiente para detenerlo.

Curva de par en el motor-generador
Curva de par en el motor-generador

Además, Toyota suele acompañar este tipo de configuraciones de motores térmicos de ciclo Atkinson en los que las válvulas de admisión se mantienen abiertas hasta aproximadamente la mitad de la carrera de compresión, reduciendo significativamente el vacío producido en el colector de admisión.

Estas características obligan a utilizar complejos sistemas de frenado, sustituyendo el servofreno por una serie de componentes para realizar la asistencia:

Reforzador de freno

Está formado por la bomba de frenos principal (cuya estructura interna difiere de una convencional), un simulador de recorrido y la unidad de control. En caso de avería de este elemento, no es posible regular el porcentaje de freno regenerativo por lo que la acción de frenado se realizará de forma 100% hidráulica.

Partes del reforzador de freno
Partes del reforzador de freno
Conjunto de la bomba del servofreno

Es el elemento que sustituye al servofreno convencional y se compone de una bomba de frenos secundaria, el motor eléctrico para el ABS y un acumulador de presión precargado con nitrógeno. En caso de fallo de la bomba del servofreno, el conductor no recibiría asistencia alguna además de percibir un recorrido del pedal excesivo, dificultando la frenada.

Despiece del conjunto de la bomba del servofreno
Despiece del conjunto de la bomba del servofreno

Mantenimiento del sistema de frenado

Descompresión del grupo electrohidráulico

En cualquier operación de reparación del sistema de frenos (incluidos la sustitución de las pastillas y discos), es necesario parar el motor de la bomba del servofreno y descomprimir el acumulador y grupo hidráulico. Para ello, se debe activar el modo "ECB invalid" ejecutando los siguientes pasos:

  1. Quitar contacto.
  2. Abrir el capó del vehículo y esperar al menos 2 minutos. Durante esta operación el sistema de control de frenos entrará en reposo.
  3. Desconectar el conector del sensor de nivel de líquido de frenos. ¡Atención! Al accionar el pedal de freno o abrir una puerta, el sistema de mando de frenos se activa, incluso si el encendido se encuentra en posición "OFF". Por tanto, no pisar el pedal de freno ni abrir/cerrar las puertas hasta que el sensor de nivel esté desconectado.
  4. Dar contacto.
  5. Acceder con un equipo de diagnosis al sistema de frenos y seleccionar la acción de Prueba activa - ECB Invalid. En caso de no disponer del útil de diagnosis adecuado, desconectar el borne negativo de la batería auxiliar de 12 Voltios.
  6. Pisar el pedal de freno de forma repetida (aproximadamente 40 veces) hasta que se muestre un tacto duro, indicando la ausencia de presión.
Sustitución o purga del líquido de frenos

Toyota emplea fluido DOT 4 en el sistema de frenos de su gama híbrida y aconseja su sustitución cada 30.000 km o 24 meses. Debido a la complejidad del sistema, se aconseja emplear el equipo de diagnosis para realizar una completa sustitución del líquido así como una correcta purga del circuito. Para ello, se accederá mediante el útil de diagnosis al programa de sustitución y purga, donde nos indicará los pasos a seguir además de abrir las electroválvulas de la unidad para asegurar que todo el fluido o burbujas de aire circulen hasta las pinzas de freno.

En caso de no disponer del equipo de diagnosis, es necesario invalidar las funciones de la unidad de ABS mediante el siguiente proceso:

Es necesario completar todos los pasos en menos de 1 minuto.

  1. Previamente se debe encontrar el interruptor de posición (P) y el freno de estacionamiento accionados. A continuación, colocar el interruptor de encendido en la posición ON.
  2. Mover la palanca de cambios a la posición N y pisar el pedal de freno más de 8 veces en un tiempo máximo de 5 segundos.
  3. Pulsar el interruptor de posición P y pisar el pedal de freno más de 8 veces en un tiempo máximo de 5 segundos.
  4. Mover la palanca de cambios a la posición N y pisar el pedal de freno más de 8 veces en un tiempo máximo de 5 segundos.
  5. Pulsar el interruptor de posición P y comprobar que el testigo de advertencia del freno parpadea.
Proceso de invalidación de las funciones de la unidad
Proceso de invalidación de las funciones de la unidad

La invalidación de la unidad de ABS se desconectará automáticamente si:

  • Si la palanca de cambios se mueve de la posición P a cualquier otra.
  • Se arranca el vehículo (READY).
  • Si se coloca el interruptor de encendido en la posición OFF.
  • Si se libera el freno de estacionamiento.
  • Si se hace girar alguna rueda.

Realizar la sustitución o purgado del líquido de frenos sin emplear el útil de diagnosis no garantiza que el fluido se sustituya por completo o se liberen todas las burbujas de aire. Además, en caso de existir aire en el simulador de recorrido, este no podrá ser eliminado sin dicho equipo.

Sustitución o purgado del fluido de las ruedas delanteras

La operación de purgado de las ruedas delanteras la deben realizar dos operarios, empleando el proceso por bombeo:

  • Conectar un tubo con depósito al tapón de purga del freno de la rueda delantera derecha.
  • Pisar varias veces el pedal del freno y después, con el pedal pisado, aflojar el purgador.
  • Cuando ya no salga fluido, apretar el tapón de purga y soltar el pedal del freno.
  • Repetir los pasos anteriores hasta que no se aprecien burbujas o salga líquido nuevo.
  • Repetir las operaciones anteriores con la rueda delantera izquierda.
Sustitución o purgado de las ruedas traseras

Puesto que la presión hidráulica de los frenos traseros es generada por el acumulador de presión y no por la acción sobre el pedal de freno, la unidad activará el conjunto de la bomba del servofreno si se presiona el pedal de freno durante un tiempo superior a los 2 minutos, generando así la presión necesaria para la correcta sustitución o purga del fluido. Una vez activado dicho componente, se efectuará el siguiente proceso:

  • Conectar un tubo con depósito al tapón de purga del freno de la trasera izquierda.
  • Aguantar el pedal de freno pisado y aflojar el tapón de purga.
  • Cuando ya no salga fluido, apretar el tapón de purga y soltar el pedal del freno.
  • Repetir las operaciones anteriores con la rueda trasera derecha.
Purgado del simulador de carrera

Para la correcta sustitución y purga del líquido ubicado en el interior del simulador de carrera es obligatorio emplear el útil de diagnosis. Así mismo, el simulador dispone de un purgador por el que realizar dicho proceso.

Ubicación del purgador del simulador de carrera
Ubicación del purgador del simulador de carrera

Tras la purga de las cuatro ruedas y del simulador de carrera, colocar el interruptor de encendido en posición "OFF" para salir del modo de invalidación de la unidad. A continuación, ajustar el nivel de líquido de frenos en el depósito.

Debido al aumento de recorrido del pedal y la caída de presión anómala detectada por los diferentes sensores durante los procesos de reparación, pueden aparecer diversos códigos de avería quedando el testigo del sistema de frenos encendido. En dicho caso, proceder con el borrado de la memoria de averías con el equipo de diagnosis.

Inicialización y calibración

Tras reemplazar diversos componentes del sistema de frenado, en algunas ocasiones es necesario llevar a cabo la inicialización o la puesta a cero de dicho elemento. En la siguiente imagen se representa la operación a realizar en función del elemento sustituido:

Inicialización y calibración
Inicialización y calibración