1. Sistema 4WD
Índice
Temas Página
Ventajas del 4WD 3
Transferencia de peso y diferentes sistemas 4WD 4
Diferentes tipos y esquemas de sistemas 4WD 5
Fenómeno de curvas cerradas/tendencia al entrabamiento 6
Diferentes dispositivos de bloqueo del diferencial 7
Acople viscoso 9
Remolque de vehículos 4WD 11
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2. Sistema 4WD
Descripción del ITM 12
Esquema del sistema de la caja de transferencia 14
Unidad de acople del ITM 15
Funcionamiento del Acople 16
Esquema de control 17
Función de bloqueo del 4WD 18
Sistema de control 19
Sensor de posición del acelerador / estrangulador 20
Sensor de ángulo de la dirección 21
Sensor de velocidad de la rueda 22
Servicio y diagnóstico 23
Sistemas 4WD de Sorento 24
Transferencia eléctrica de cambios 25
Sistema de control EST 26
Motor selector 28
Construcción de la transferencia EST 29
Sistema FRRD (Diferencial de Funcionamiento Libre) 30
Flujo de potencia en 2WD 32
Flujo de potencia en 4WD 33
Flujo de potencia en 4WD LO 34
Sistema TOD 35
Esquema de sistema TOD 36
Construcción de la transferencia 37
Señales de entrada y salida 38
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3. Sistema 4WD
Ventajas del 4WD
La principal razón para utilizar el sistema 4WD es mejorar la tracción total del vehículo.
Para una facilitar la comprensión, la tracción se define como la cantidad máxima de fuerza de
tracción que el neumático puede aplicar contra el suelo. El mayor beneficio de una transmisión en
las cuatro ruedas es el potencial de duplicar la cantidad de fuerza longitudinal que los neumáticos
pueden aplicar al suelo. Esto ayuda en una variedad de situaciones, como el caso de un camino
con baja fricción (por ejemplo, un camino cubierto de nieve). En el ejemplo del lado derecho se
muestra un camino con una superficie parcialmente resbaladiza. En el caso de un vehículo 2WD,
el torque necesario para mover el vehículo es superior a la tracción disponible. Como resultado las
ruedas comienzan a deslizar y el vehículo se atasca. Un vehículo 4WD en el mismo lugar
transferirá más torque a las ruedas traseras sobre la parte no resbaladiza, de manera que el
torque que actúa sobre las ruedas delanteras y traseras es menor que la tracción disponible: el
vehículo comenzara a avanzar (Ejemplo general simplificado: la condición exacta de transferencia
de torque depende del esquema del sistema). Los siguientes factores, en general, afectan la
tracción: el peso sobre el neumático, mientras más peso actúa sobre un neumático, mayor
tracción hay disponible.
El coeficiente de fricción relaciona la cantidad de fuerza de fricción entre dos superficies con la
fuerza que sostiene las dos superficies unidas: esta es una función del tipo de neumáticos en el
vehículo y el tipo de superficie en la que se mueve el vehículo. Importante: el coeficiente de
fricción para el contacto estático es mayor que para el contacto dinámico (rueda deslizando), por
lo tanto el contacto estático suministra mejor tracción que el contacto dinámico. Deslizamiento de
la rueda: esto ocurre cuando la fuerza aplicada a un neumático excede la tracción disponible para
éste. La fuerza de tracción se reduce en este caso, como ya se explico. La transferencia de peso
debido a la aceleración del vehículo y el viraje influye en la tracción disponible de los neumáticos,
debido a que el peso que actúa sobre los neumáticos individualmente cambia.
FN = fuerza de peso sobre el neumático, FR = fuerza máxima de tracción, FA = fuerza motriz, MR
= torque motriz sobre el neumático.
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4. Sistema 4WD
Transferencia de Peso y Diferentes Sistemas 4WD
La transferencia de peso cambia la tracción disponible en las ruedas debido a que esta reduce o
aumenta el peso que actúa sobre los neumáticos. La transferencia de peso ocurre en dirección
longitudinal debido a la desaceleración y aceleración del vehículo y en dirección lateral debido a
los virajes. Cuando un vehículo esta virando con velocidad, el peso del automóvil se traslada
desde la rueda interior hacia la rueda exterior. Cuando acelera, el peso cambia a las ruedas
traseras. La relación de cambio es proporcional a la altura del centro de gravedad (CG), la
aceleración lateral (IN G) y es inversamente proporcional al ancho de la trocha.
Transferencia de peso = (Aceleración lateral x Peso x Altura del CG) / Ancho de la trocha.
Por ejemplo, un vehículo esta virando a 0.85 g. Asumiendo que su ancho de trocha es 1600mm, la
altura del CG es 500mm y su peso es 1250 kg, entonces se puede calcular que la transferencia de
peso que es de 332 kg.
Un vehículo (ancho de trocha 1600mm, altura del CG 500mm, peso 1250kg), se balancea 10
grados cuando esta virando, D será 500 x seno de 10° = 86.8mm.
Entonces se puede calcular la carga de las ruedas exteriores como: peso x [(ancho de trocha /
2)+grados cuando esta virando] / ancho de trocha = (1250 x (800 + 86.8)) / 1600 = 693kg.
Mientras las ruedas interiores toman 557kg (1250kg – 693kg). De manera que hay una
transferencia de peso de 68 kg.
La cantidad de transferencia de peso depende no solamente del peso del vehículo o de la fuerza
G, sino que también de la construcción general del vehículo, como el diseño del tren de potencia,
etc. La imagen muestra algunos diseños típicos de 4WD para vehículos Hyundai. También existen
otros esquemas, como se muestra mas abajo.
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5. Sistema 4WD
Diferentes Tipos y Esquemas de Sistemas 4WD
SKIPIF 1 < 0
Estos son algunos esquemas de sistemas 4WD posibles y comúnmente aplicados. La razón para
la disponibilidad de diferentes sistemas es el uso en diferentes vehículos y por supuesto también
el costo del vehículo, así un sistema de transmisión a las cuatro ruedas de tiempo completo es
mucho más costoso que uno simple o uno 2WD. Otras diferencias en la construcción puede
depender por ejemplo del vehículo base, si es un vehículo de tracción delantera o de tracción
trasera. Otro punto a considerar es el tipo general de vehículo y su utilización prevista, por ejemplo
un vehículo de pasajero deportivo o un pick up para trabajo pesado, etc. Los vehículos que están
diseñados para trabajo pesado generalmente tienen una sección de reducción incorporada en la
línea de propulsión para aumentar el torque disponible si es necesario. Al tener la ventaja de
costo, el demerito de un sistema de tiempo parcial es que este no puede ser conducido en el
modo 4WD en un camino con alto coeficiente de fricción. Como no hay un diferencial central, la
línea completa de propulsión es puesta bajo tensión en esta condición, lo que causa desgaste y
ruido. Una tracción a las cuatro ruedas de tiempo completo generalmente esta equipada con un
diferencial central (o, en algunos casos con acople viscoso en su lugar) y por lo tanto puede
utilizarse también en un camino seco en modo 4WD sin ningún problema. Lo mismo es valido para
la transmisión a todas las ruedas o transmisión permanente a las cuatro ruedas. La diferencia es
que la 4WD no puede desconectarse. En caso de la transmisión a todas las ruedas no hay una
sección HI y LO en la transferencia, debido a que los vehículos están diseñados solamente para
utilizarse en caminos (On Road). Téngase en cuenta que los términos dados arriba pueden ser
utilizados de forma diferente, dependiendo del fabricante. Recientemente se han desarrollado los
sistemas controlados electrónicamente, que utilizan automáticamente el 4WD y solamente en el
caso de ser necesario, un ejemplo para tal sistema es el ITM, o el Sorento equipado con TOD.
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6. Sistema 4WD
Fenómeno de Curva Cerrada / Tendencia al Entrabamiento
Los vehículos que no están equipados con un diferencial central, sino que tienen solamente
diferencial delantero y trasero deben utilizarse únicamente con 4WD en condiciones específicas,
como un camino resbaladizo. Por lo tanto este sistema se conoce como 4WD de tiempo parcial.
La conducción de este tipo de vehículo en condición de 4WD en un camino pavimentado causará
alta tensión en los neumáticos y en la línea de propulsión. Esto puede reconocerse fácilmente
durante los virajes, pues el conductor notara un entrabamiento en curva del chasis y una alta
resistencia al viraje. Esto se produce por el hecho que las ruedas traseras y las ruedas delanteras
recorren una distancia diferente durante el viraje, como se muestra en la imagen. La única forma
de compensar esto sin un diferencial central es con un ligero deslizamiento del neumático. Debido
al alto coeficiente de fricción en un camino seco, se necesita una gran fuerza antes de que el
neumático comience a deslizar, por lo tanto la tensión en la línea de propulsión es alta. Por esta
razón en algunos vehículos 4WD se ha instalado un Sensor G. Como las ruedas delanteras y
traseras están conectadas mecánicamente e influyen unas en otras, la tendencia de bloquear una
sola rueda se reduce. Pero la tendencia de bloquear todas las ruedas juntas aumenta en
comparación a un vehículo convencional. Esto ocurrirá con mayor probabilidad bajo dos diferentes
condiciones: una fuerza de frenado muy alta aplicada en un camino normal o una fuerza
relativamente baja aplicada en condición de camino resbaladizo, resultando en desaceleración
diferente. Esta desaceleración es medida por el sensor G, de forma que la unidad de control
puede aplicar la mejor estrategia de frenado para la situación actual. Esto significa que el sensor
G se utiliza para un mejor control del ABS y no se utiliza directamente para el control de 4WD.
Para información relevante, referirse a la sección de ABS.
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7. Sistema 4WD
Dispositivos de Bloqueo de Diferencial
Un sistema 4WD convencional, simple, con diferenciales normales (abierto) puede fácilmente
perder tracción bajo ciertas condiciones. Esto se indica en el ejemplo de la derecha. Un diferencial
abierto puede enviar solamente la cantidad de torque a los neumáticos que no producen que el
que tenga menor tracción resbale. El torque transferible por lo tanto podría no ser suficiente para
sacar el automóvil de la condición de atascado si ambos eje están en la superficie resbaladiza
(como se indica en la imagen), debido a que los neumáticos en estos comenzaran a deslizar. En
la situación que se muestra esto puede significar que ambas ruedas del lado derecho deslicen y el
vehículo no se mueva. Como esto no es deseable para un uso real off road, existen algunas
formas de mejorar un sistema como este. El reemplazar los diferenciales convencionales por
diferenciales con deslizamiento limitado es uno de los métodos más comunes, esto asegura que
las ruedas con mayor adherencia son capaces de aplicar algún torque sin importar lo que ocurra
con las otras (las que están deslizando). El dispositivo de bloqueo puede clasificarse en dos tipos:
dispositivo de bloqueo parcial, usualmente llamados diferenciales de deslizamiento limitado y
dispositivos de bloqueo completo: bloqueo del diferencial. Los diferenciales de deslizamiento
limitado desarrollan una función adicional sobre los diferenciales normales, esto es, suministrar
mayor fuerza motriz a la rueda con tracción cuando una de ellas comienza a deslizarse. Existen
diferentes diseños disponibles para estos dispositivos, como se indica en la figura.
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8. Sistema 4WD
Por ejemplo el LSD tipo EATON con discos de fricción precargados o con acople viscoso. El
dispositivo LSD puede ser subclasificado en tipo sensible al torque o tipo sensible a la velocidad.
Para una mayor explicación referirse a la sección de transmisión manual. Otra opción es el
diferencial de bloqueo total. Este tipo de diferencial tiene los mismos componentes que un
diferencial abierto, pero agrega un mecanismo mecánico, eléctrico, neumático o hidráulico para
bloquear en conjunto los piñones de salida. El mecanismo generalmente se activa de forma
manual y cuando esta activado, ambas ruedas giraran a la misma velocidad. Por lo tanto, aún con
una rueda sin contacto con el camino, la otra rueda puede aplicar el torque a éste. En caso que la
rueda en contacto con el camino comience a deslizar, ambas ruedas deslizaran a la misma
velocidad y habrá cierta tracción disponible (pero puede no ser suficiente para mover el vehículo).
El diferencial de bloqueo total es útil para los vehículos verdaderamente off road.
Nota: últimamente existen sistemas que utilizan el sistema de frenos para conseguir tracción, en
este caso, frenan la(s) rueda(s) deslizando y el torque se transfiere a la(s) otra(s) rueda(s).
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9. Sistema 4WD
Acople Viscoso
Ahora se veremos más de cerca el funcionamiento del acople viscoso. El acople viscoso puede
encontrarse comúnmente en los vehículos de tracción a todas la ruedas. Se utiliza comúnmente
para conectar las ruedas traseras a las ruedas delanteras de forma que cuando un juego de
ruedas comienza deslizar, el torque se transferirá al otro juego. Por lo tanto veamos como ejemplo
un acople viscoso entre el eje delantero y el eje trasero. Al acople viscoso tiene dos juegos de
placas dentro de un alojamiento sellado que esta lleno con un fluido espeso (aceite de silicona).
Un conjunto de placas esta conectado al eje de salida delantero y el otro conjunto de placas esta
conectado al eje de salida trasero. Bajo condiciones normales de conducción, ambos conjuntos de
placas y el líquido viscoso se deslizan juntos a la misma velocidad y no se produce diferencia de
velocidad en los ejes.
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10. Sistema 4WD
Cuando un conjunto de ruedas comienza a girar más rápido, por ejemplo debido al deslizamiento,
el conjunto de placas conectado a esas ruedas gira más rápido que las otras placas. El fluido
viscoso entre las placas, trata de alcanzar los discos que están girando más rápido, arrastrando
consigo a los más lentos. Esto transfiere el torque a las ruedas con movimiento más lento: las
ruedas que no están deslizando. Mientras mayor es la velocidad de las placas con relación a las
otras, mayor torque transfiere el acople viscoso desde un conjunto al otro. Cuando el vehículo esta
virando, la diferencia en velocidad entre las ruedas no es mayor. Por lo tanto, el acople no
interfiere con los virajes debido a que la cantidad de torque transferido durante la curva es muy
pequeña. Sin embargo, esto también representa una desventaja del acople viscoso: no se
producirá transferencia de torque hasta que una rueda comience efectivamente a deslizar con
cierta velocidad. Esto se llama sensibilidad a la velocidad. Como el acople viscoso es sensitivo a
la velocidad pero no al torque, esto no ayuda si el vehículo esta atascado en una condición donde
la rueda esta deslizando lentamente, pero con un torque relativamente alto (por ejemplo off road,
lodo pesado). Puede producirse un efecto especial si la carga en el acople viscosos es alta debido
a un eje girando constantemente (rueda). Si la condición de “deslizamiento” del acople viscoso
continua por cierto tiempo, el acople viscoso comenzará a calentarse. Esto aumentará la presión
interna, de forma que finalmente las placas estarán en contacto directo unas con otras. Esto
aumenta el coeficiente de fricción, conduciendo a un repentino aumento en el torque transmitido,
lo que ayudará a sacar el vehículo de su condición de atascamiento. Esto se llama efecto HUMP.
Rev:0 01.01.2007 10 TR4W-2ST8K

11. Sistema 4WD
Remolque de Vehículos 4WD
Un vehículo 4WD no debe ser remolcado levantando sólo un par de ruedas, debido a que hay un
alto riesgo de accidente o daño. Lo mismo es valido para una prueba con dos ruedas levantadas
por un elevador o un gato de garaje. La prueba con dinamómetro en todos los casos debe
realizarse solamente con un dinamómetro a las 4 ruedas. Como existe peligro al conducir el
vehículo, solamente personal calificado debe llevar a cabo tal prueba. Siempre es necesario
referirse a las precauciones suministradas en el Manual de Servicio.
Rev:0 01.01.2007 11 TR4W-2ST8K

12. Sistema 4WD
Descripción del ITM
El Manejo de Torque Interactivo (o Inteligente) es una marca registrada de Borg Warner y esta
disponible para Sportage hasta ahora. El sistema ITM ofrece características de transferencia de
torque completamente controlable y activación y desactivación extremadamente rápida y
automáticamente del sistema 4WD. El desempeño máximo y seguridad se consiguen bajo todas
las condiciones de manejo. Esto ofrece una tracción mejorada del vehículo donde se necesite y
dinámicas mejoradas durante la aceleración y desaceleración. Como el 4WD se utiliza solamente
cuando es necesario, no se produce entrabamiento durante los virajes cerrados o al estacionar.
La línea propulsora del 4WD esta compuesta por menos componentes que otros sistemas,
resultando en una reducción de peso y menor consumo de combustible. El control variable de
torque permite distribuir el 100% de tracción de las ruedas motrices delanteras hasta 50:50 %
entre el eje delantero y el eje trasero. El acople esta en comunicación en línea con otro sistema de
seguridad (por ejemplo, ABS) para mejorar la conducción del vehículo. Por ejemplo: durante la
activación del ABS se desconecta la 4WD para permitir un control independiente de los ejes por el
ABS para una mejor estabilidad.
Rev:0 01.01.2007 12 TR4W-2ST8K

13. Sistema 4WD
El sistema esta basado en un tren de potencia para las ruedas delanteras y esta compuesto por
los siguientes componentes principales: Desde el punto de vista mecánico: caja de transferencia,
eje de propulsión, unidad de acople ITM electrónicamente controlada y diferencial trasero. Desde
el punto de vista eléctrico: módulo de control, interruptor de bloqueo del 4WD, sensor de posición
del acelerador, sensores de velocidad de las ruedas, sensor de ángulo de la dirección, luz de
bloqueo del 4WD y la luz indicadora de fallas. Cuando se activa el bloqueo del 4WD (posiblemente
sólo a cierta velocidad) el acople se realiza completamente y el vehículo esta en modo 4WD
(50:50), indicado por la luz de bloqueo de 4WD. Como no hay un diferencial central se producirá
un entrabamiento en curvas cerradas en esta condición. En el modo normal (interruptor de
bloqueo OFF), la distribución de torque entre el eje delantero y trasero se controla sobre la base
de las entradas desde el sensor de posición del acelerador, sensores de velocidad de las ruedas y
sensor de ángulo de la dirección. Como la condición 4WD se utiliza solamente cuando es
necesario (básicamente cuando se detecta deslizamiento de una rueda), el consumo de
combustible se reduce en comparación a un vehículo normal de tracción a todas las ruedas. En
caso de un problema en el sistema, el conductor es informado mediante la luz indicadora de fallas.
Rev:0 01.01.2007 13 TR4W-2ST8K

14. Sistema 4WD
Esquema del Sistema de Caja de Transferencia
La caja de transferencia del KM esta compuesta por un eje de entrada conducido a través del
diferencial delantero mediante estrías y un tren de engranajes para suministrar el torque al eje de
propulsión. El eje de entrada de la transferencia es un tubo, de modo que el eje propulsor de las
ruedas del lado delantero derecho puede pasar por su interior y conectarse al diferencial
delantero. El tren de engranajes se utiliza para cambiar la velocidad del eje de entrada al valor de
velocidad requerido por el eje trasero y para cambiar la dirección de salida hacia el eje de
propulsión. El tren de engranajes esta compuesto por dos engranajes convencionales, una corona
y un engranaje cónico. Con el acople ITM activo, la potencia se transfiere mediante el tren de
engranajes, el eje de propulsión, el acople ITM activado hacia el diferencial trasero y finalmente
hacia las ruedas. En caso de que el acople ITM no este activado, los engranajes en la
transferencia y el eje de propulsión giran libres y solamente las ruedas delanteras tienen tracción.
Rev:0 01.01.2007 14 TR4W-2ST8K

15. Sistema 4WD
Unidad de Acople del ITM
El corazón del sistema es el acople ITM (junto con la unidad electrónica de control). Los
componentes principales de la unidad de acople son el cuerpo y cojinetes, la bobina
electromagnética, el embrague primario, la leva de aplicación, las bolas de acero y el embrague
secundario. Ambos embragues son del tipo de discos múltiples. El embrague primario se utiliza
para crear presión sobre el embrague secundario a través de la leva de aplicación. Para el
funcionamiento detallado, referirse a la página siguiente.
Rev:0 01.01.2007 15 TR4W-2ST8K

16. Sistema 4WD
Funcionamiento del Acople
SKIPIF 1 < 0
El eje de entrada del acople ITM esta conectado al alojamiento del embrague. Al energizar el
embrague electromagnético, el inducido es atraído hacia el embrague magnético. El inducido
presiona los discos del embrague primario (o modulador) contra el alojamiento del embrague,
conectando así el embrague primario al eje de entrada. La diferencia de velocidad entre la leva
base y la leva de aplicación creada de esta forma, causa que las bolas de acero entre la leva base
y la leva de aplicación muevan la pista de las bolas. Por lo tanto la leva de aplicación es empujada
hacia el conjunto de embrague secundario que ahora conecta el alojamiento del embrague (eje de
entrada) al eje de salida. La fuerza aplicada al embrague secundario depende de la cantidad de
presión suministrada por las bolas de acero. La cantidad de presión desde las bolas de acero
depende de la cantidad que ellas se muevan sobre la pista, lo que finalmente depende de la
fuerza del campo del embrague magnético. La fuerza del campo del embrague magnético es
controlada de forma variable por el ITMCM al controlar la relación de trabajo. Dependiendo de la
cantidad de deslizamiento de rueda detectada en las ruedas delanteras, el ITMCM aplica la
relación de trabajo necesaria para alcanzar la presión objetivo creada por el mecanismo de la
rampa de bolas. De esta forma el control del embrague secundario y el torque final al eje trasero
se obtiene por la relación de trabajo variable suministrada a la bobina energizada y puede
alcanzar cualquier valor entre 100% adelante y 0% atrás y una distribución de 50:50 entre el eje
delantero y el eje trasero.
Rev:0 01.01.2007 16 TR4W-2ST8K

17. Sistema 4WD
Esquema de Control
El ITMCM varía la corriente aplicada al EMC para conseguir la distribución apropiada de torque a
las ruedas traseras. La forma de onda superior muestra una condición en la que cierta cantidad de
torque se aplica a las ruedas traseras, la inferior muestra una distribución de torque de 50:50.
Junto con el control en relación a la apertura del acelerador y deslizamiento de las ruedas, existen
otros factores, como se indica en la carta. Por ejemplo, aún si el bloqueo de 4WD esta activado, la
relación de trabajo se reducirá a OFF en caso de funcionamiento del ABS. Existen tres modos
básicos de conducción: modo de conducción normal a velocidad constante: casi estado 2WD.
Modo de conducción 4WD de control interactivo, distribución variable de torque hasta una relación
de 50% - 50% controlando el suministro de corriente de salida al embrague electromagnético. La
distribución de torque (estado 4WD), cambia de acuerdo al estado de conducción, por ejemplo,
salida repentina, bloqueo del 4WD durante el viraje en una superficie de baja fricción: distribución
de torque de 50:50 % en conducción 4WD.
Rev:0 01.01.2007 17 TR4W-2ST8K

18. Sistema 4WD
Función de Bloqueo del 4WD
El conductor tiene la posibilidad de bloquear la tracción a las cuatro ruedas, utilizando el
interruptor de bloqueo. Esto fija la transferencia de torque en 50% al eje delantero y 50% al
trasero. La función de bloqueo esta activa hasta una velocidad máxima de 35km/h. Sobre esta
velocidad el sistema volverá al modo de funcionamiento normal, y estará listo para ser activado si
es necesario. En caso que el interruptor quede en posición ON y la velocidad vuelva a ser menor
a 35km/h, el sistema nuevamente reasumirá la condición de bloqueo.
Para Sportage: dependiendo del modelo y la opción, hay disponibles dos paneles de interruptor,
TCS o ESP. La condición de bloqueo de 4WD se indica al conductor por la luz de bloqueo de 4WD
en el tablero.
Nota: el modo 4WD esta solamente pensado para condiciones de nieve, lodo o camino
resbaladizo. Al utilizar esta característica en caminos secos puede producir excesivo desgaste de
neumáticos y radio de viraje más amplio.
Rev:0 01.01.2007 18 TR4W-2ST8K

19. Sistema 4WD
Sistema de Control
Todas las operaciones descritas están controladas por el Módulo de Control de Manejo Interactivo
del Torque (ITMCM). Este procesa las señales de entrada y controla las salidas. Las siguientes
señales de entrada se suministran al ITMCM (dependiendo del vehículo, parcialmente vía CAN
Bus). La condición de frenado desde la señal de freno / señal de ABS activo: en el modo 4WD
todas las ruedas están conectadas mecánicamente, por lo tanto una rueda bloqueada influirá en
todas las demás, produciendo dificultad para controlar el vehiculo durante el frenado. Por lo tanto,
el 4WD se deshabilita cuando se activa el ABS. El torque de entrada se decide basado en la señal
del sensor de posición del acelerador, para determinar la cantidad correcta de distribución de
torque (con el control de relación de trabajo del EMC). La condición de viraje se obtiene desde el
sensor de ángulo de la dirección para prevenir el entrabamiento del tren de propulsión durante los
virajes. La velocidad del vehículo y la diferencia de velocidad de las ruedas (delanteras y traseras)
desde los sensores de velocidad de las ruedas se usan para detectar la condición de
deslizamiento de las ruedas y controlar la distribución de torque adecuadamente. Todas estas
señales se utilizan para controlar la relación de trabajo del EMC y con esto la distribución de
torque a los ejes, que corresponde a la señal de salida principal. Otras salidas que controla el
EMC son la luz de bloqueo de 4WD, la luz de advertencia de 4WD y la señal de diagnóstico.
Rev:0 01.01.2007 19 TR4W-2ST8K

20. Sistema 4WD
Sensor de Posición del Acelerador / Estrangulador
Una de las principales entradas para el ITMCM es la señal de TPS o APS, la que es información
básica para la entrada de torque. El uso de APS o TPS depende del vehículo, por ejemplo, si esta
equipado con motor gasolina o diesel. El ejemplo muestra dos esquemas típicos y la forma de la
señal. Para el sistema / forma de onda actualmente aplicado, referirse al Manual de Servicio.
Para mayor información acerca del TPS o APS referirse a la sección EMS.
.
Rev:0 01.01.2007 20 TR4W-2ST8K

21. Sistema 4WD
Sensor de Ángulo de la Dirección
El Sensor de Ángulo de la Dirección (SAS) es del tipo foto interruptor (por ejemplo KM). La señal
del ST1 y ST2 están desalineadas con el fin de detectar no solamente la cantidad de giro, sino
también la dirección del giro. Con el fin de detectar la posición neutral, se ha implementado una
ranura adicional en el disco, de forma que se puede generar una señal STN. El SAS esta ubicado
detrás del volante de dirección. Si la señal del sensor esta defectuosa, se deshabilita el 4WD y se
genera un código de falla. Para información detallada del funcionamiento del sensor de ángulo de
la dirección referirse a la sección ESP.
Rev:0 01.01.2007 21 TR4W-2ST8K

22. Sistema 4WD
Sensor de Velocidad de las Ruedas
El sensor de velocidad de las ruedas suministra información acerca de la velocidad de las ruedas,
necesaria para detectar la condición de deslizamiento y que es la base para la activación del
acople. Los datos actuales para la información de velocidad de las ruedas pueden revisarse
solamente en un sistema ABS/ESP, ya que no hay datos actuales disponibles para el sistema
4WD. Una descripción detallada del funcionamiento del sensor de las ruedas se suministra en la
sección ABS. La señal de velocidad de las ruedas también puede observarse con la función de
osciloscopio, para la forma de onda correcta referirse al Manual de Servicio del vehículo
relacionado.
Rev:0 01.01.2007 22 TR4W-2ST8K

23. Sistema 4WD
Servicio y Diagnóstico
El ITMCM monitorea periódicamente sus entradas y salidas. Si se detecta una falla, el ITM se
desactiva y se almacena un código de falla en la memoria de la ECU. La Luz de Diagnóstico
parpadea con una relación de 2HZ para alertar al conductor acerca de la falla en el sistema. La
primera vez que se detecta una falla se almacena un DTC en la memoria permanente de la ECU y
permanece en la memoria hasta que sea borrada con el tester de diagnóstico. Los DTC no se
eliminan al desconectar la energía del IMTCM.
Rev:0 01.01.2007 23 TR4W-2ST8K

24. Sistema 4WD
Sistema 4WD de Sorento
En Sorento se utilizan dos sistemas diferentes de 4WD: la Transferencia Electrónica de Cambio
(EST), algunas veces también llamada Cambio sobre la Marcha (SOTF) y el sistema Torque de
acuerdo a la Demanda (TOD), algunas veces también llamado Transferencia Activa del Torque
(ATT). La construcción general de estos dos sistemas es muy similar en términos de transferencia.
La mayor diferencia es la activación de la 4WD: en el sistema EST esto se realiza con una
horquilla de cambios, que conecta las salidas delantera y trasera. En el caso del sistema TOD,
esta tarea la realiza un embrague de placas múltiples. Además, el EST aplica lo que se conoce
como Diferencial de Giro Libre (FRRD), que desconecta el eje delantero en el modo 2WD con el
fin de ahorrar combustible. En el caso del TOD no hay aplicado un sistema FRRD, sino que se
utiliza un diferencial convencional. Esto se debe al hecho que el 4WD se utiliza según la demanda,
de forma que es necesaria una conexión permanente del eje delantero. Ambos sistemas incluyen
una sección de LO para la conducción off road. Para acoplar la selección de baja (LO), el vehículo
debe estar completamente detenido, esto aplica para ambos sistemas: EST y TOD. En ambos
sistemas se utiliza una bomba de aceite, pero no tiene una función especial en ellos. La finalidad
de la bomba es únicamente lubricar las partes internas.
Rev:0 01.01.2007 24 TR4W-2ST8K

25. Sistema 4WD
Transferencia Eléctrica del Cambio
El EST: Transferencia Eléctrica del Cambio es un sistema 4WD de tiempo parcial y esta equipado
en todos los modelos y condiciones permitiendo al conductor “cambiar sobre la marcha” entre
modos de tracción de dos a cuatro ruedas a velocidades hasta 80km/h. Este es un sistema de
control de la línea motriz que habilita al conductor para conmutar entre 2WD y 4WD mientras
conduce un vehículo en línea recta con velocidades de hasta 80km/h. Al utilizar todas las opciones
disponibles para este sistema de control de la línea motriz, el conductor puede seleccionar los
siguientes modos de caja de transferencia:
2 HI: Transmisión a dos ruedas, alta relación de marcha
4 HI: Transmisión a las cuatro ruedas, alta relación de marcha
4 LO: Transmisión a las cuatro ruedas, baja relación de marcha
El sistema EST esta compuesto por los siguientes componentes principales:
Unidad Electrónica de Control (ECU)
Interruptor 4WD
Luz Indicadora de 4WD
Caja de transferencia con motor actuador
Sistema de diferencial delantero con FRRD (diferencial de giro libre)
Motor de bomba de aire
La unidad de control de 4WD es responsable de enganchar y desenganchar el modo de tracción
en las cuatro ruedas. El cambio entre “4H” y “4L” debe realizarse manualmente utilizando el
interruptor de 4WD.
Rev:0 01.01.2007 25 TR4W-2ST8K

26. Sistema 4WD
Sistema de Control EST
Las señales de entrada son: el interruptor selector del EST, donde puede seleccionarse el modo
requerido. La señal AT N o la señal de embrague para detectar la condición neutral de la
transmisión en caso de selección del modo 4L. Esta se necesita para habilitar el cambio a 4L. El
sensor de velocidad para detectar la velocidad de vehículo, esta señal se utiliza para verificar si es
posible el cambio de modo (por ejemplo, permitir el cambio a 4L). La señal del sensor posición del
motor, para detectar la posición actual del motor selector (y a través de esta las horquillas de
cambios). Esta señal es necesaria para detener el motor selector en la posición necesaria para el
enganche del modo seleccionado y también para detectar una condición de cambio inconclusa.
Las señales de salida son: la salida del motor selector, el embrague electromagnético, el motor de
la bomba de aire del sistema FRRD, los indicadores en el tablero de instrumentos y al conector de
diagnóstico. El sistema de control permite los siguientes modos:
Rev:0 01.01.2007 26 TR4W-2ST8K

27. Sistema 4WD
Modo 2H
El cambio al modo 2H puede realizarse mientras se conduce, esto se conoce como Cambio Sobre
la Marcha SOTF.
Modo 4H
El modo 4WD de alta velocidad también puede activarse mientras se conduce el vehículo, con una
velocidad de hasta 80km/h. Si el cambio de la transferencia es exitoso, se activa el sistema de
desconexión del eje central para conectar el eje delantero de forma que la 4WD se acopla y la luz
de 4WD alto se enciende. La operación del FRRD se explicará en detalles posteriormente.
Modo 4L
El vehículo debe detenerse (3km/h o menos) para seleccionar el modo 4L. Si el acople es exitoso,
se encenderá la luz de 4L.
Para enganchar y desenganchar el modo 4WD, la unidad de control debe realizar las siguientes
tareas: cambiar el engranaje de salida delantero de la caja de transferencia (conectar o
desconectar el engranaje al eje de propulsión delantero a través de un motor eléctrico). En
condiciones de clima frío o alta velocidad, enganchar la caja de transferencia puede ser difícil.
Cuando esto es reconocido por la unidad de control 4WD, el sistema ejecuta dos intentos
adicionales para cambiar la caja de transferencia. Si estos reintentos no tienen éxito, la unidad de
control 4WD notificará al conductor con las luces indicadoras. En el caso de una falla ambas luces
de advertencia permanecerán encendidas y el EST no funcionará. Las luces de advertencia se
apagaran después de la reparación apropiada la próxima vez que se encienda el motor.
Rev:0 01.01.2007 27 TR4W-2ST8K

28. Sistema 4WD
Motor Selector
En ambos casos, en el EST / TOD se instala un motor selector en la transferencia. Para habilitar
el cambio en ambas direcciones, la polaridad del suministro de energía a los terminales puede ser
conmutada por la unidad de control, adicionalmente el motor selector incorpora un sensor de
posición que se utiliza para monitorear el progreso del cambio y la posición del motor.
Básicamente este está compuesto por un disco de contacto en el extremo trasero del tornillo sin
fin del motor selector y deslizadores que hacen contacto con el disco. Esto habilita a la ECU para
detectar la posición del motor con la señal de voltaje en los terminales individuales. Abajo hay una
carta de la condición de los terminales de acuerdo con la posición del motor. La condición HI o LO
de cada línea depende de la posición de la placa de contacto (posición del motor). El retorno
común esta conectado a tierra solamente durante el funcionamiento del motor por un periodo
breve de tiempo (7 segundos) para detectar la correcta operación de cambio. Si el cambio falla, la
luz 4H/4L se enciende si el vehículo fue puesto en el modo 4WD y la luz se apaga en caso de
seleccionar el modo 2WD. Si el cambio falla, el sistema hará un reintento, si este falla
nuevamente, se genera un código de falla y el sistema se desactiva. El conductor será informado
mediante el parpadeo de la luz 4WD. (Información adicional: la condición del sistema FRRD no
puede ser comprobada por el sensor). Téngase en cuenta que los botones de selección para los
sistemas EST y TOD son diferentes y no pueden ser intercambiados, aunque parezcan similares.
Construcción de la Transferencia EST
Rev:0 01.01.2007 28 TR4W-2ST8K

29. Sistema 4WD
Esta imagen muestra la transferencia para el sistema EST. Pueden observarse dos horquillas de
cambio. La del lado derecho es para conectar y desconectar la sección motriz del 4WD, la otra a
la izquierda es para cambiar entre la sección LO y HI. Ambas horquillas se mueven accionadas
por un motor eléctrico y de acuerdo con la señal desde la unidad de control. El motor incorpora un
sensor de posición para detectar la posición actual. Puede observarse la bobina al lado derecho,
la que es energizada por un corto periodo de tiempo mientras se cambia desde 2WD a 4WD con
el fin de asistir al motor selector y así asegurar un cambio suave sobre la horquilla. Cuando la
horquilla se desplaza hacia la derecha, conecta el piñón de la cadena dentada con el eje trasero
de forma que el torque se distribuye en 50:50 entre los ejes delantero y trasero. Si el conductor
necesita alto torque, puede aplicar la reducción del conjunto de engranajes planetarios. Para
engancharlo, debe detener el vehículo y seleccionar la posición 4L con el interruptor. El motor
selector entonces moverá la horquilla HI LO y acoplará los planetarios, lo que reduce la velocidad,
pero aumenta el torque en un factor de 2,48. Al utilizar todas las opciones disponibles en el
sistema de control de la línea motriz, el conductor puede seleccionar los siguientes modos: 2HI:
Transmisión a dos ruedas, alta relación de engranajes, 4HI: Transmisión a cuatro ruedas, alta
relación de engranajes, 4LO: Transmisión a cuatro ruedas con baja relación de engranajes.
Sistema FRRD (Diferencial de Giro Libre)
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30. Sistema 4WD
El sistema SOTF (Cambio Sobre la Marcha) para Sorento es del tipo FRRD. El Sportage, modelo
previo 4WD de KIA, tiene incorporado dos tipos de sistema SOTF, uno es el sistema automático
de cubos de rueda libre del tipo Leva, utilizados hasta el modelo 1999, el otro es el sistema de
cubos del tipo de rueda libre por vacío.
El tipo de vacío ha tenido un mejor desempeño que el tipo de Leva. Pero tiene el problema que se
produce por pérdida de aire en el cubo, ya que éste esta expuesto todo el tiempo.
El sistema FRRD esta instalado en el eje delantero. Cuando el conductor selecciona el modo
4WD, el motor de la bomba de aire es energizado y el embrague se engancha conectando el eje
delantero de propulsión y el eje motriz delantero. Si el conductor selecciona el modo 2WD
mientras conduce, el embrague se desengancha, desconectando la fuerza motriz al eje
propulsado.
Rev:0 01.01.2007 30 TR4W-2ST8K
[Cuerpo FRRD] [Cuerpo exterior FRRD]

31. Sistema 4WD
Funcionamiento del FRRD
Cuando se selecciona el modo 4H o 4L, el piñón del eje del diferencial se acopla al embrague, que
esta fijo en el alojamiento del diferencial, el FRRD funciona como un diferencial convencional. El
motor de la bomba de aire del FRRD genera presión de aire para operar el actuador que empuja
al embrague. El motor es activado por el módulo de control del EST en el modo 4H o 4L. En el
modo 2H, el motor de la bomba de aire del FRRD no esta activado. El embrague en el FRRD no
esta enganchado. En este momento el eje del piñón no esta fijo en el alojamiento del diferencial y
gira libremente. Por lo tanto, la conexión de torque entre el eje frontal que esta conectado con los
engranajes del lado del FRRD y el eje frontal de propulsión que esta acoplado con el alojamiento
del FRRD, esta desconectado.
① Cuando el conductor selecciona 4H, se suministra energía al motor de la bomba de aire.
② En ese momento, el eje propulsor delantero comienza a girar y la diferencia de velocidad entre
el cuerpo interior y el cuerpo exterior es casi la misma.
③ Se carga presión de aire al interior de la bomba de aire.
④ La presión empuja un anillo de levas y el embrague de acople y el cuerpo interior se acoplan al
mismo tiempo, realizando el modo 4WD.
⑤ Si el conductor selecciona el modo 2H, la fuerza motriz se interrumpe dentro de la transferencia
y se desactiva la energía a la bomba de aire.
⑥ El anillo de levas vuelve a su posición por la acción de un resorte de retorno, la conexión con el
cuerpo interior se interrumpe y vuelve al modo 2WD.
Rev:0 01.01.2007 31 TR4W-2ST8K

32. Sistema 4WD
Condición de Flujo de Potencia 2WD
El sistema de vacío utilizado para acoplar y desacoplar el eje delantero, esta compuesto por los
siguientes elementos. Dos válvulas conmutadoras de vacío se utilizan para controlar el actuador
de vacío, estas válvulas conmutadoras de vacío no pueden ser identificadas por su color. En
cuanto a su funcionalidad, las válvulas solenoide de vacío no son idénticas. Una válvula esta
normalmente abierta mientras que la otra es opuesta a esta. Cuando el encendido esta en ON y el
modo 2WD esta seleccionado, ambos solenoides están en condición ON. Por lo tanto, se
suministra vacío a la cámara que esta localizada al lado del diferencial mientras que se suministra
presión atmosférica a la otra cámara. Esto moverá la horquilla de cambios a la posición de
desconexión. Cuando se selecciona el modo 4WD, ambas válvulas solenoide de vacío están en
condición OFF. Esto produce el cambio de cámara sobre las que actúan la presión atmosférica y
de vacío, haciendo que el actuador se mueva y conecte el eje delantero. Tan pronto como la
función 4WD esta completamente conectada, la luz permanece constantemente encendida. Debe
prestarse atención a la conexión de las mangueras, al quedar intercambiadas y el FRRD se
conectara durante el modo 2WD, pero se desconectara en el modo 4WD debido a que se ha
perdido el vacío. Por lo tanto, el modo 4WD no estaría disponible bajo estas circunstancias. No se
generan códigos de falla en caso de intercambiar las conexiones eléctricas o las mangueras de
suministro de vacío.
Condición del Flujo de Potencia 4WD
Rev:0 01.01.2007 32 TR4W-2ST8K

33. Sistema 4WD
Cuando el conductor posiciona el interruptor de 4WD en ON, la unidad de control recibe una señal
de conexión a tierra (4WD), como resultado, la horquilla de cambios se mueve por efecto del
motor eléctrico y conecta el piñón y cadena al eje de salida. También se activa el FRRD
conectando el eje delantero, de forma que la fuerza motriz se transmite por igual al eje trasero y
eje delantero (50:50).
Rev:0 01.01.2007 33 TR4W-2ST8K

34. Sistema 4WD
Flujo de Potencia 4WD LO
Cuando el conductor gira el interruptor de 4WD LO a la posición ON, la unidad de control recibe
una señal de conexión a tierra (4WD LO). Nota: para conectar la 4WD LO el vehículo debe
detenerse completamente, debido a que no hay disponible ningún mecanismo sincronizador para
la conexión del planetario al eje de salida. El funcionamiento es básicamente el mismo que para la
4WD HI, pero esta vez también esta activado el juego de engranajes planetarios a través de la
segunda horquilla de cambios, de modo que se produce una reducción en la relación de
engranajes y por lo tanto aumenta del torque disponible a las ruedas.
Rev:0 01.01.2007 34 TR4W-2ST8K

35. Sistema 4WD
Sistema TOD
SKIPIF 1 < 0
El sistema de torque de acuerdo a la demanda o algunas veces ATT (Transferencia Activa de
Torque), transfiere electrónicamente la potencia y el torque adelante o atrás según se necesite,
aumentando la tracción off road, agilidad en el manejo y precisión en la dirección. El sistema TOD
es un tipo de sistema de tracción a las cuatro ruedas de tiempo completo y su nombre completo
es “Torque On Demand”. TOD es una marca registrada de Borg Warner en USA.
4WD de acuerdo a la demanda: es un sistema 4WD que suministra potencia la mayor parte del
tiempo sólo a las ruedas traseras en un vehículo que es básicamente de transmisión trasera
(RWD) o solamente a las ruedas delanteras en un vehículo que es básicamente de transmisión a
las ruedas delanteras (FWD). La caja de transferencia, o su equivalente, suministra potencia al
otro conjunto de ruedas cuando las ruedas motrices principales comienzan a perder tracción. La
figura indica la mayor diferencia en distribución de torque durante la conexión 4WD entre el
sistema EST y el sistema TOD. En el sistema EST, el torque es distribuido en una relación de
50:50, en el sistema TOD, este es flexible y controlado por el módulo de control de acuerdo con
las señales de entrada. Básicamente la relación de distribución de torque será 0:100 (esta es una
situación “FR”) en conducción en carretera con velocidad baja y media del vehículo. Si se produce
algún deslizamiento en las ruedas traseras, la cantidad óptima de torque se distribuirá a las
ruedas delanteras para un desempeño estable de la conducción. El rango de relación de
distribución de torque es desde 0:100 a 50:50. Esto significa que la cantidad máxima de torque de
las ruedas delanteras no puede ser mayor que el de las ruedas traseras en cualquier tipo de
camino o condición del vehículo.
Rev:0 01.01.2007 35 TR4W-2ST8K

36. Sistema 4WD
Esquema del Sistema TOD
Como se indica en la figura, el eje delantero del sistema TOD no esta equipado con el sistema
FRRD, sino que esta conectado todo el tiempo. Por lo tanto, se aplica un diferencial delantero
convencional. El interruptor permite seleccionar solamente entre dos modos: Automático: el torque
se distribuye automáticamente con el control del TCCM. l 4WD funciona “de acuerdo a la
demanda”. La relación optima de distribución de torque del motor entre el eje delantero y trasero
es controlada por la caja de transferencia del TOD. Esta caja de transferencia es controlada y
accionada por un módulo independiente de control, el TCCM (Módulo de Control de la Caja de
Transferencia) y esta ubicado debajo del panel frontal en el lado del pasajero. La relación de
transmisión de torque del lado delantero y trasero no es fija y su control y cambio continuo
depende del camino y la condición de conducción del vehículo. La lista de abajo muestra la
distribución de torque aproximada bajo ciertas condiciones de conducción.
LO: el 4WD esta conectado todo el tiempo y el engranaje planetario de reducción se conecta para
conseguir el mayor torque a las ruedas.
Rev:0 01.01.2007 36 TR4W-2ST8K

37. Sistema 4WD
Construcción de la Transferencia
La construcción general de la transferencia es muy similar al sistema EST, pero la sección de
conexión del 4WD se cambia desde el tipo mecánico con horquilla de cambios al tipo de
embrague de placas múltiples. El funcionamiento de este embrague es muy similar al sistema de
embrague utilizado en el ITM de Sportage. Si el 4WD es requerido, se activa el embrague
electromagnético, de forma que las bolas de acero se moverán en la pista y pondrán presión
sobre el embrague de placas múltiples, en este caso el 4WD estará conectado. Como el eje
delantero esta conectado todo el tiempo, esto significa que el eje de propulsión esta siempre
girando, aún en 2WD (conducido por el eje delantero), por lo tanto la conexión y desconexión
puede realizarse muy suavemente. El torque suministrado al eje delantero depende de la corriente
aplicada a la bobina (fuerza magnética), por lo que la cantidad de presión en el embrague de
Rev:0 01.01.2007 37 TR4W-2ST8K

38. Sistema 4WD
placas múltiples creado por la rampa de bolas depende de la fuerza de atracción de la placa de
levas. En la figura del lado derecho se indica el flujo de potencia y la secuencia de activación del
sistema. Las señales principales son las señales los sensores de ruedas delanteros y traseros y la
señal del acelerador. Basado en estas, la ATT ECU activa el embrague magnético y con este el
embrague múltiple a través de la rampa de bolas. Esto hace posible la transferencia de torque al
eje de propulsión delantera (vía piñón y cadena).
Señales de Entrada y Salida
El TCCM necesita varias señales de entrada para un control apropiado del sistema. Estas señales
de entrada son: el Sensor de Posición del Motor, para conocer la posición del motor selector para
la conexión del 4WD LO. El interruptor de auto/low para saber si esta seleccionado en modo
automático o 4WD LO. En caso de la transmisión automática, la señal N desde el relé de neutro.
El relé de neutro es controlado por el interruptor inhibidor. En caso de una transmisión manual, el
interruptor del embrague. Esto es para asegurar que la AT esta en neutro y que en caso de la MT,
el embrague esta presionado (similar a neutro), para una conexión fácil de la selección baja. La
entrada desde los sensores de velocidad de las ruedas para detectar la condición de detención del
vehículo para el enganche del 4WD LO si esta ha sido seleccionada y para detectar el
deslizamiento de las ruedas (delanteras/traseras) en caso del modo automático. La señal del TPS
para decidir la distribución de torque al eje delantero/trasero en caso del modo automático. El
Rev:0 01.01.2007 38 TR4W-2ST8K

39. Sistema 4WD
interruptor de freno para detectar la condición de distribución de frenado entre 0:100 y 10:90
dependiendo de la velocidad de la rueda del eje delantero o del eje trasero (para un frenado
estable y una menor distancia de frenado). La señal de ABS desde la unidad del ABS para
detectar su funcionamiento, en este caso, la distribución de torque es de 30:70 para conseguir una
condición estable de frenado. Después de procesar estas señales de entrada, el TCCM controla
las siguientes señales de salida: el motor selector para conectar y desconectar la selección baja.
El embrague electromagnético para controlar la distribución de torque entre el eje delantero y
trasero. La luz LO y la luz de 4WD para indicar la condición al conductor y para informar la
existencia de algún problema (4WD parpadeando). La salida de diagnóstico para el medidor (línea
K) y en caso de la transmisión automática, la señal LO a la unidad de control de la transmisión
para un mayor control de cambio. La finalidad de esta señal es ajustar el patrón de cambio a la
completa reducción de relación de engranajes.
Rev:0 01.01.2007 39 TR4W-2ST8K
LIN
Fits in
at the
low end
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LIN
master-
slave
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bus