استاندارد تازه برای خودروهای ایرانی؛ سیستم کنترل پایداری الکترونیکی چیست و چگونه کار می کند؟

به گزارش تین نیوز به نقل از دیجایتو، امروزه تمامی خودروهای صفر کیلومتر خارجی عرضه شده در کشورهای پیشرفته دنیا به سیستم کنترل پایداری الکترونیکی یا برنامه پایداری الکترونیک مجهز هستند، اما در ایران هنوز بسیاری از خودروها بدون این فناوری مهم ایمنی عرضه می شوند. با اجرایی شدن استانداردهای 85 گانه قرار است ESP نیز به یکی از فناوری های ایمنی الزامی در خودروها داخلی تبدیل شود. همان طور که قابل حدس است، این سیستم وظیفه دارد با حفظ پایداری خودرو، از واژگونی آن جلوگیری کند. اما آیا می دانید این سیستم چه مکانیسمی دارد؟ اگر شما هم به مکانیسم سیستم های خودرویی علاقه مند هستند و دوست دارید در این رابطه اطلاعات خود را بالا ببرید، پیشنهاد می کنیم با ادامه مطلب همراه دیجیاتو باشید.

یک سیستم اجباری در آمریکا و اروپا

سیستم کنترل پایداری الکترونیکی به اختصار ESC نام دارد. این سیستم در سال 1995 توسط شرکت آلمانی بوش معرفی شد و استفاده از آن در آمریکا از سال 2011 و در اروپا از سال 2014 به این طرف اجباری است. علت اجباری شدن استفاده از این سیستم، نقش بسیار مثبت آن در ارتقای ایمنی و کاهش تصادفات است.

نتایج یک مطالعه در کانادا، نشان می دهد آمار تصادفات ناشی از عدم تعادل و از دست رفتن پایداری در خودروهای مجهز به این سیستم 41 درصد کمتر است. همچنین این تحقیق ثابت کرده تصادف خودروهای مجهز به این سیستم در مسیرهای یخی، برفی و لغزنده 51 درصد پایین تر است.

در کنار این باید گفت محققان آمریکایی در تحقیقات خود متوجه شدند که اجباری شدن نصب سیستم کنترل پایداری الکترونیکی، هر ساله آمار مرگ و میر جاده ای را بین 5,300-10,300 مورد کاهش می دهد. این رقم برای تعداد مصدومان برابر با 168,000-252,000 مورد است. در واقع یافته های همین تحقیق بود که باعث شد استفاده از سیستم کنترل پایداری الکترونیکی از سال 2011 در آمریکا اجباری شود.

سیستم کنترل پایداری الکترونیکی بعضاً با نام ESP یا برنامه پایداری الکترونیک نیز شناخته می شود. برخی از خودروسازان نسخه اختصاصی خود را از این سیستم توسعه داده اند، به همین خاطر از نام های دیگری برای آن استفاده می کنند. برای مثال شرکت ب ام و این سیستم را DSC و شرکت هوندا آن را VSA می نامد. پورشه هم دوست دارد این سیستم را PSC بنامند.

واژه اختصاری ESC برگرفته از عبارت Electronic Stability Control است. این سیستم از قسمت های سخت افزاری و نرم افزاری تشکیل یافته و وظیفه دارد از سر خوردن یا واژگونی خودرو جلوگیری کند. عملکرد این سیستم ارتباط مستقیمی با عملکرد ترمز ABS و سیستم کنترل چسبندگی (TCS) دارد. در حقیقت می توان این دو سیستم را زیرمجموعه سیستم کنترل پایداری الکترونیکی تصور کرد.

ارتباط تنگاتنگ سیستم کنترل پایداری الکترونیکی با سایر سیستم ها

هسته اصلی یا مغز سیستم کنترل پایداری الکترونیکی را یک میکروکامپیوتر تشکیل می دهد. این میکروکامپیوتر سیگنال های دریافتی از مجموعه سنسورها را پردازش می کند تا مشخص شود که آیا راستای فرمان و جهت حرکت خودرو یکسان هستند یا خیر. بد نیست بدانید داده های دریافتی در هر ثانیه 25 بار پردازش می شوند.

اگر سیستم کنترل پایداری الکترونیکی به این نتیجه برسد که راستای فرمان و جهت حرکت خودرو تفاوت دارد، بلافاصله وارد عمل می شود و با انجام اقداماتی سعی می کند جهت حرکت را اصلاح کند. این اقدامات شامل درگیر کردن ترمز یک یا چند چرخ به خصوص و افزایش یا کاهش دور موتور و به تبع آن تنظیم سرعت خودرو می شود.

ماژول هیدرولیک، سنسور سرعت چرخ، سنسور زاویه فرمان و سنسورهای تشخیص انحراف و شتاب جانبی و همچنین ECU دیگر اجزای سیستم کنترل پایداری الکترونیکی را تشکیل می دهند. این اجزا با همکاری هم، زمان و میزان اقدامات پیشگیری کننده را تعیین می کنند.

سنسور زاویه فرمان با بررسی غربیلک، وضعیت آن را تشخیص می دهد. ماژول کنترلی، از داده های مربوط به این فاکتور و همچنین وضعیت پدال های ترمز و گاز، تصمیم راننده برای کنترل خودرو را حدس می زند. نتیجه بررسی این فاکتورها، به عنوان «وضعیت مطلوب» ثبت می شود. در گام بعدی سیستم کنترل پایداری الکترونیکی، این وضعیت را با حرکت واقعی خودرو مقایسه می کند.

علاوه بر سنسور زاویه فرمان، داده های دریافتی از سنسور تشخیص انحراف نیز اهمیت بالایی دارند. این سنسور تمامی حرکات خودرو حول محور عمودی را پایش می کند. داده هایی که این سنسور گردآوری می کند، با داده های سنسور تشخیص شتاب جانبی مقایسه می شوند. با ترکیب و مقایسه داده های این دو سنسور، ماژول کنترل «وضعیت واقعی»، جهت حرکت خودرو در مسیر را کشف می کند.

سنسورهای سرعت چرخ که فعال یا غیرفعال هستند، میزان چرخش و جهت چرخش را با استفاده از میدان مغناطیسی تشخیص می دهند. سیگنال های این سنسورها به ماژول کنترلی ارسال می شوند، ماژولی که سرعت چرخش را محاسبه می کند.

با تحلیل اختلاف بین وضعیت مطلوب و وضعیت واقعی و همچنین داده های مربوط به سنسورهای سرعت چرخ ها، ECU تصمیم می گیرد که با دخالت در گاز یا ترمز، وضعیت واقعی را مشابه با وضعیت مطلوب کند. نتیجه اینکه با این کار از لغزش یا واژگونی خودرو جلوگیری می شود.

دیگر مزایای سیستم کنترل پایداری الکترونیکی

استفاده از سیستم ESC، مزایای زیادی دارد و امکان توسعه سیستم های کاربردی تر را فراهم می سازد. برای مثال سیستم کمک به شروع حرکت در سربالایی و دستیار هیدرولیک ترمز ارتباط تنگاتنگی با ESC دارند، چرا که این سیستم می تواند کنترل ترمزها را در اختیار بگیرد. همچنین سنسور تشخیص انحراف سیستم ESC داده های خود را به سیستم پیشگیری از واژگونی نیز منتقل می کند.

به غیر از این ها باید گفت سنسورهای تشخیص سرعت چرخ ها، می توانند با مقایسه داده های آنها، پنچری را تشخیص دهند. این همان کاری است که سیستم پایش فشار باد لاستیک ها با کمک سنسورهای مذکور انجام می دهد.  

اگر بخواهیم بیشتر وارد جزئیات شویم، باید بگوییم سیستم کمک به شروع حرکت در سربالایی، تا چند ثانیه پس از برداشتن پا از روی پدال ترمز، ترمزها را درگیر نگه می دارد. در نتیجه راننده دیگر نیازی به استفاده از ترمز دستی یا نیم کلاچ پیدا نمی کند.

دستیار ترمز هیدرولیک  هم با محاسبه جایگاه پدال و میزان فشار پای راننده، تعیین می کند که آیا راننده با قدرت کافی ترمز می گیرد یا خیر. این امر در شرایط اضطراری اهمیت بسیار بالایی دارد و هر گونه تعلل می تواند به تصادف منجر شود. وقتی که دستیار ترمز هیدرولیک تشخیص دهد راننده با قدرت کافی ترمز نمی گیرد، بلافاصله وارد عمل شده و نیروی ترمز را به حداکثر می رساند.

خودروهای سبک وزن با مرکز ثقل بالا، بیشتر در معرض خطر واژگونی قرار دارند، به همین خاطر به سیستم پیشگیری از واژگونی مجهز هستند. این سیستم با کمک سنسور تشخیص انحراف سیستم ESC می تواند شتاب های جانبی و به تبع آن خطر بالقوه واژگونی، را تشخیص دهد. در این حالت سیستم پیشگیری از واژگونی با کمک دستیار ترمز هیدرولیک، نیروی ترمز متفاوتی به هر یک از چرخ ها اعمال می کند تا تعادل خودرو حفظ شود. به جز ترمزها، این سیستم گشتاور تولیدی موتور را نیز با همکاری ECU کاهش می دهد.

سیستم ESC چه معایبی دارد؟

درست مثل کمربند ایمنی و ایربگ ، سیستم کنترل پایداری الکترونیکی نیز از نظر ایمنی هیچ عیب و ایرادی ندارد. اما از آنجایی که این سیستم اجازه نظارت و دخالت در رفتارهای خودرو را دارد، می تواند تصمیم های راننده را بی اثر کرده و محدودیت هایی را ایجاد کند. این امر وقتی که راننده بخواهد سرعت و هیجان بیشتری را در جایی مثل پیست تجربه کند، به یک نکته منفی تبدیل می شود. البته در چنین شرایطی راننده می تواند با خاموش کردن ESC کنترل کامل خودرو را در اختیار بگیرد. 

خودروسازان مختلف، در قبال خاموش کردن سیستم کنترل پایداری الکترونیکی رویه های متفاوتی دارند. برای مثال در محصولات فولکس واگن ، وقتی راننده این سیستم را خاموش می کند، عملکرد آن به طور کامل بی اثر نمی شود، بلکه برای دستیابی به هیجان بیشتر در پیچ ها، روی فاکتورهای دیگری نظارت می شود.

برخی شرکت ها، حالت های گوناگونی برای رانندگی تعریف کرده اند. انتخاب هر یک از این حالت ها، تغییراتی را در عملکرد سیستم ESC و سطح اختیارات آن ایجاد می کند. از این رو بیشتر مواقع نیازی به خاموش کردن این سیستم احساس نمی شود.

گفتنی است با وجود مزایای زیاد و نقش آنکارناپذیر آن در ارتقای ایمنی، سیستم کنترل پایداری الکترونیکی جایی در لیست تجهیزات خودرو های داخلی ندارد، به استثنای چند مدل جدید.