سیستم کنترل پایداری چگونه کار می کند؟

رانندگی ایمن از اواسط دهه نود میلادی با ظهور کنترل الکترونیکی پایداری یک گام بزرگ رو به جلو برداشته است. شرکت بوش برای اولین بار این سیستم را بر روی خودروی مرسدس بنز کلاس S و همچنین سری هفت خودروی BMW امتحان کرد.

یش از یک دهه از معرفی سیستم کنترل پایداری گذشته است و کمپانی‌های گوناگون اسامی مختلفی بر روی آن گذاشته‌اند. به طور مثال شرکت Audi این سیستم رو ESP نامیده یا شرکت Ford نام Advance Trac را انتخاب کرده است. شرکت GM عنوان Stabilitrak را برای خود برگزیده است.
ولی تمامی این سیستم‌ها به دور از نحوه نام گذاری آنها، از سنسورهای با تکنولوژی بالا استفاده می‌کنند. رایانه مرکزی خودرو و عکس العمل های مکانیکی مناسب، رانندگی ایمن را برای شما به ارمغان می‌آورند. ما معمولاً در مورد خودروهای بر بازده می‌شنویم که دچار کم فرمانی و بیش فرمانی می‌شوند. این واقعیت وقتی سرعت از حدی بالاتر باشد یا جاده لغزنده باشد یک حقیقت اجتناب ناپذیر است.

کم فرمانی

کم فرمانی در پیچ ها ، به علت سرعت زیاد و یا لغزندگی جاده ، در خودروهای دیفرانسیل جلو اتفاق می افتد. (خودروی دیفرانسیل جلو یعنی خودروهایی که چرخ محرک آن ، چرخ های جلو می باشد) ، برای درک بهتر چگونگی به وجود آمدن کم فرمانی به شکل زیر نگاه کنید ، خودروی سفید رنگی که در حال حرکت است به یک پیچ می رسد ، به علت سرعت بالای خودرو و یا لغزندگی جاده و البته تندی و شعاع کم پیچ ، پدیده ی کم فرمانی اتفاق افتاده یعنی راننده فرمان می دهد ولی خودرو نمی پیچد و چرخ های خودرو روی زمین لیز خورده و خودرو در نهایت از مسیر جاده منحرف شده و خارج می شود. (مسیر انحراف خودرو با خط سبز نشان داده شده است.)

علت این پدیده مشخص است ، از آنجایی که خودرو دیفرانسیل جلو می باشد ، نیروی رانشی موتور ماشین ، به چرخ های جلو وارد می شود ، در خودروهای دیفرانسیل جلو ، وزن خودرو در جلوی آن بیشتر است ، حال اگر سرعت خودرو به قدری زیاد باشد و یا اصطکاک چرخ ها با جاده به قدری کم شود که چرخ های جلو نتوانند جهت حرکت خودرو را تغییر دهند ، خودرو ، مسیر مستقیم را ادامه داده و از مسیر خارج می شود.

در شکل زیر به وجود آمدن این پدیده به علت لغزندگی جاده بهتر نشان داده شده است ، همانطور که می بینید راننده هرچقدر فرمان را به سمت چپ پیچانده ، خودرو در مسیر مستقیم حرکت کرده و فرمان نگرفته است و اصطلاحا دچار کم فرمانی شده است.

در جاده های خشک نیز ممکن است کم فرمانی اتفاق بیفتد ، اگر سرعت خودرو بسیار زیاد باشد و شعاع پیچ بسیار کم ، چرخ های جلو نمی توانند اصطکاک لازم با جاده برای تغییر جهت خودرویی با آنهمه سرعت و انرژی را ایجاد کنند و در نتیجه خودرو مجددا دچار کم فرمانی شده ، از مسیر جاده منحرف می شود ، در شکل زیر به وجود آمدن این پدیده به علت سرعت زیاد خودرو بهتر نشان داده شده است.(مسیری که با خط سبز نشان داده شده مسیری است که خودرو باید طی کند اما اگر سرعت زیاد باشد ، منحرف می شود.)

کاربرد ESP در کم فرمانی

یکی از وظایف سیستم ESP جلوگیری از کم فرمانی اتومبیل می باشد. در شکل زیر تفاوت فعال یا غیر فعال بودن این سیستم را در خودرویی که به پیچ می رسد را می بینید ، مسیری که با رنگ آبی نشان داده شده است ، مسیر درستی است که خودرو با سیستم ESP طی کرده و مسیر سیاه رنگ خارج شدن خودرو از مسیر درست بدون این سیستم را نشان می دهد.

 اما سیستم ESP چگونه جلوی کم فرمانی را می گیرد؟

در صورتی که خودرویی دارای سیستم ESP باشد ، کامپیوتر سیستم ای اس پی در هر ثانیه 25 بار ، تمام وضعیت خودرو را کنترل می نماید که آیا خودرو بر روی خط حرکت قرار دارد یا خیر ، کامپیوتر سیستم ESP وضعیت فرمان خودرو را توسط سنسورهایی کنترل می کند که در فرمان خودرو قرار دارند ، یعنی دائم چک می کند که آیا خودرو ، در مسیری که راننده می خواهد، قرار دارد یا نه ، هر وقت تشخیص دهد که خودرو ، دچار کم فرمانی شده و در مسیری که راننده فرمان می دهد حرکت نمی کند ، با اعمال ترمز بر روی یک یا چند چرخ ،خودرو را به مسیر درست هدایت می کند.

 طرز کار این سیستم را می توانید در شکل زیر ببینید ، همانطور که می بینید خودرو دچار کم فرمانی شده و سیستم ESP با اعمال ترمز کنترل شده به چرخ عقب سمت راننده باعث دوران جزئی خودرو حول این چرخ (در جهت خلاف عقربه ساعت) شده و در نتیجه خودرو به مسیری که راننده می خواهد هدایت می شود (چرخ عقب سمت راننده با فلش زرد رنگ مشخص شده)

تا اینجا کاربرد سیستم پایداری ای اس پی در کم فرمانی شرح داده شد و شما طرز کار سیستم ESP در جلوگیری از کم فرمانی خودرو را مشاهده فرمودید ، اکنون نوبت به بررسی مشکل دیگری به اسم بیش فرمانی می رسد ، بیایید این مشکل را بررسی کنیم و ببینیم ESP برای جلوگیری از این مشکل چه اقدامی انجام می دهد.

بیش فرمانی

در خودروهای دیفرانسیل عقب (یعنی خودروهایی که چرخ های محرک آنها ، چرخ های عقب می باشند) در صورتی که سرعت خودرو زیاد ، اصطکاک لاستیک با جاده کم و یا شعاع پیچ خیلی کم باشد ، بیش فرمانی اتفاق می افتد ، برای درک بهتر پدیده بیش فرمانی به شکل زیر نگاه کنید ، خودروی سفید رنگ در حال حرکت است که به یک پیچ می رسد حال در صورتی که مسیر لغزنده باشد یا سرعت خودرو خیلی زیاد باشد (و خودرو دیفرانسیل عقب باشد) پدیده بیش فرمانی اتفاق می افتد یعنی راننده فرمان می دهد و خودرو بیشتر از مقداری که راننده می خواهد می پیچد و در نهایت از مسیر جاده منحرف می شود. (مسیر انحراف خودرو با خط سبز نشان داده شده است)

علت به وجود آمدن بیش فرمانی کمی پیچیده تر از حالت کم فرمانی می باشد ، به علت دیفرانسیل عقب بودن خودرو ، نیروی رانش خودرو به چرخ های عقب وارد می شود و به محض این که اتومبیل (به علت سرعت زیاد یا لغزنده بودن جاده) کمترین انحرافی در پیچ پیدا کرد ، نیروی چرخ های عقب ، خودرو را بیش از مقدار خواسته شده می پیچاند و به همین علت می گویند پدیده بیش فرمانی اتفاق افتاده یعنی خودرو بیش از مقدار خواسته شده (که توسط راننده فرمان داده شده) پیچیده !!!

در شکل زیر شماتیک این پدیده را می بینید.

از آنجا که معمولا اتومبیل های مسابقه ای دیفرانسیل عقب هستند حتما بارها این پدیده را دیده اید؛ در شکل زیر چند نمونه از بیش فرمانی اتومبیل و کامیونی که با سرعت بالا می پیچد را می بینید.

کاربرد ESP در بیش فرمانی

در اینجا نیز سیستم ای اس پی خودرو را به مسیر خواسته شده بر می گرداند ، در شکل زیر تفاوت فعال یا غیر فعال بودن این سیستم در خودرویی که به پیچ می رسد را می بینید ، مسیری که با رنگ آبی نشان داده شده است ، مسیر درستی است که خودروی مجهز به سیستم ESP طی کرده و مسیر سیاه رنگ ، مسیر همان خودرو در صورت نداشتن سیستم ESP را نشان می دهد.

به شکل زیر نگاه کنید. همانطور که می بینید خودرو دچار بیش فرمانی شده و سیستم ESP با اعمال ترمز کنترل شده به چرخ جلو سمت راست باعث دوران جزئی خودرو حول این چرخ (در جهت عقربه ساعت)شده و در نتیجه خودرو به مسیری که راننده می خواهد هدایت می شود. (چرخ جلو سمت راست با فلش زرد رنگ مشخص شده)

بنابراین سیستم ESP با اعمال نیروی ترمز کنترل شده به هر کدام از چرخ ها مانع ایجاد کم فرمانی و بیش فرمانی در پیچ ها شده و از انحراف خودرو جلوگیری می کند ، این سیستم در پیچ ها بسیار کارآمد بوده و باعث می شود که خودرو همیشه در مسیر خواسته شده توسط راننده قرار بگیرد.

نام های مختلف ESP

شرکت های خودروسازی نام های مختلفی برای این سیستم قرار می دهند که در اینجا این نام ها را برای شما قرار می دهیم ، اگر در خودرویتان این اصطلاحات را مشاهده کردید بدانید به احتمال زیاد منظور از این اصطلاحات همان سیستم پایداری ESP می باشد.

(VSA) (VDC) (DSC) (AFS) (CST) (RSC) (IVD) (ESC) (VDIM) (VSC) (MSP) (ASC) (VDC) (PCS) (PSM) (DSTC) 

علامت ESP

نماد یا علامت سیستم ESP تقریبا در تمام خودروها مشترک است و به صورت شکل زیر می باشد.

غیرفعال سازی ESP

در مواقعی که نیاز به این سیستم ندارید (مثلا هنگام استفاده از خودرو در پیست های اتومبیل رانی و یا به هر دلیلی که نمی خواهید سیستم ای اس پی فعال باشد) می توانید با فشردن کلید ESP این سیستم را غیر فعال کنید ، دکمه ESP معمولا با کلمه ESP و یا نام های مختلف این سیستم در خودروهای مجهز به این سیستم شناخته می شود ، همچنین ممکن است در خودرویی کلید ESP با علامت نشان داده شده مشخص شده باشد.

مزایا ESP:
مهم‌ترین مزیتی که می توان از این سیستم عنوان کرد کاهش چشم گیر تصادفات می‌باشد. هر راننده‌ای ممکن است در شرایط لغزنده مجبور به رانندگی باشد، خواه آب و هوا بارانی باشد یا برفی و یخبندان. سیستم ESP کمک شایانی به حفظ کنترل خودرو در شرایط بد آب و هوایی می‌کند. سیستم ESP بر طبق اظهارات موسسه ایمنی بزرگراه‌ها (IIHS) می‌تواند از 9000 هزار تصادفات مرگبار جلوگیری به عمل آورد همچنین سازمان امنیت ترافیک ملی (NHTSA) اعلام کرده که توانسته 26 درصد تصادفات در خودروهای معمولی و نزدیک به 48 درصد تصادفات مربوط به خودروهای شاسی بلند را کاهش دهد. []

.