ESP: Electronic Stability Program

مختصری در توضیح سیستم کنترل پایداری (ESP)

نویسنده: Charlie Constant

ترجمه (با تصرف): علیرضا پورمند

چند روز پیش سرگرم بررسی خودروهای گروه بهمن بودم (که از زیر مجموعه های کروز محسوب میشه) و به سیستمی به اسم ESP برخوردم که روی خودروی فیدلیتی ارائه شده بود. البته این روزا اکثر خودروها این آپشن رو دارن. خلاصه با چندتا کلیک تونستم اطلاعات خوبی در این خصوص بدست بیارم. اگه شما هم مثل من به این موضوعات علاقه دارید، این مقاله رو از دست ندین!

سیستم کنترل پایداری چیست؟

لغزش خودرو یکی از دلایل اصلی تصادفات جاده ای محسوب میشود. مطالعات بین المللی نشان می دهد که حداقل 40 درصد از تصادفات منجر به مرگ، ناشی از سرخوردن و انحراف خودرو ها در جاده است. سیستم ESP می تواند لغزش های منجر به مرگ سرنشینان را تا 80 درصد کاهش دهد و نیز در صورت تشخیص لغزشی قریب الوقوع، سریعا مداخله و از رخ دادن حادثه جلوگیری نماید.

اگر وسیله نقلیه شما دارای ESP باشد، دو سیستم ایمنی ABS و TCS را نیز در اختیار شما قرار می دهد. سیستم ABS (به تشریح Antilock Braking System)، از قفل شدن چرخ ها در هنگام ترمز جلوگیری میکند. سیستم TCS (به تشریح Traction Control System)، مانع لیز خوردن چرخ ها (بکسوات) در هنگام شروع به حرکت و شتاب گیری میشود.
نکته قابل توجه این است: در حالی که ABS و TCS روی دینامیک طولی خودرو اثر میگذارند، ESP علاوه بر این مورد، دینامیک جانبی را نیز بهبود می بخشد و بنابراین رانندگی پایسته در همه جهات را تضمین می کند.

نحوه کار سیستم ESP بصورت همواره فعال است. یک میکرو کامپیوتر سیگنال‌ های دریافتی از حسگرهای ESP را تحت نظارت دارد و 25 بار در هر ثانیه بررسی می‌کند که آیا فرمان خودرو با جهت واقعی حرکت آن مطابقت دارد یا خیر. چنانچه وسیله نقلیه در جهت دیگری حرکت کند،ESP وضعیت را بحرانی تشخیص داده و بلافاصله - و مستقل از راننده - واکنش نشان میدهد و از سیستم ترمز برای هدایت خودرو در مسیر مورد نظر استفاده می کند. این مداخلات انتخابی ESP در سیستم ترمز، به همان گونه که راننده قصد دارد واکنش نشان دهد، عمل میکنند. علاوه بر این، ESP میتواند در عملکرد سیستم موتور نیز مداخله کند تا در مواقع مورد نیاز، سرعت حرکت چرخ ها را افزایش دهد. در نتیجه خودرو بدون مشکل در مسیر صحیح به حرکت خود ادامه میدهد.

جالب است بدانید ABS ،TCS و ESP برای اولین بار توسط شرکت Bosch به بازار معرفی شدند. همچنین 20 درصد از خودروسازان اروپائی، ESP را با نام‌های مختلفی مانند DSC (کنترل پایداری پویا)، VSA (دستیار پایداری خودرو) یا VSC (کنترل پایداری خودرو) به بازار عرضه می‌کنند که در عملکرد و ایجاد ایمنی، با ESP یکسان اند.

اجزای ESP

با توجه به تصویر، ESP از اجزای ذیل تشکیل شده است:

1- واحد ESP-Hydraulic با واحد کنترل موتوری یکپارچه (ECU)

واحد هیدرولیک دستورات واحد ECU را اجرا و از طریق شیر برقی، فشار وارد به ترمزها را تنظیم می کند. مدولاتور هیدرولیک که برقرار کننده اتصال هیدرولیکی بین سیلندر اصلی و سیلندر چرخ هاست، در محفظه موتور قرار دارد. واحد کنترل وظایف الکتریکی و الکترونیکی و همچنین کلیه عملکردهای کنترلی سیستم را بر عهده می گیرد.

2- سنسور سرعت چرخ ها

واحد ECU از سیگنال ارسالی سنسورهای سرعت برای محاسبه سرعت چرخها استفاده می کند که به دو روش قابل مختلف تقسیم میشوند: سنسورهای غیرفعال و فعال سرعت چرخ (سنسورهای القایی و اثر هال). این دو روش سرعت چرخ را از طریق میدان های مغناطیسی و بدون تماس با آن اندازه گیری می کنند. امروزه بیشتر از سنسورهای فعال استفاده می شود. آنها می توانند هم جهت چرخش و هم سکون چرخ را تشخیص دهند.

3- سنسور زاویه فرمان

وظیفه این بخش، تعیین موقعیت فرمان با اندازه گیری زاویه آن است. از زاویه فرمان، سرعت خودرو، فشار ترمز وارده و موقعیت پدال گاز، مقصود راننده و وضعیت مطلوب خودرو محاسبه می شود.

4- سنسور میزان انحراف و شتاب جانبی

یک سنسور نرخ انحراف حرکات خودرو را در اطراف محور عمودی آن ثبت می کند و داده های آن در ترکیب با داده های سنسور یکپارچه شتاب جانبی، می تواند وضعیت خودرو (وضعیت واقعی) را تعیین و با مقصود راننده مقایسه کند.

5- ارتباط با واحد کنترل موتور

از طریق گذرگاه داده (Data bus)، واحد کنترل ESP قادر است با واحد کنترل موتور ارتباط برقرار کند. به این ترتیب، در صورتیکه شتاب بیش از حد از سمت راننده اعمال شود، می تواند گشتاور موتور را کاهش دهد. نیز به طور مشابه، لغزش بیش از حد چرخ ها را که ناشی از گشتاور کششی موتور است، از بین میبرد.

مزایای ESP

1- کنترل حرکت در سربالایی (Hill Hold Control)

شروع به حرکت در سربالایی همیشه آسان نیست، مخصوصاً زمانی که وسیله نقلیه سنگین باشد. در این حالت راننده مجبور است با سرعت پدال های ترمز، گاز و کلاچ را فشار دهد تا از برگشتن خودرو به عقب (پس زدن) جلوگیری کند. ESP با نگه داشتن ترمزها برای حدود دو ثانیه پس از اینکه راننده پدال ترمز را رها کرد، شروع به حرکت در سربالایی را تسهیل می کند. در این حالت راننده زمان کافی برای تغییر پدال ترمز به پدال گاز بدون استفاده از ترمز دستی را دارد.

2- کمک ترمز هیدرولیک (Hydraulic Brake Assist)

در شرایط رانندگی بحرانی، رانندگان اغلب با تردید ترمز می کنند. کمک ترمز هیدرولیک با نظارت بر فشار روی پدال ترمز، وضعیت ترمز اضطراری قریب الوقوع را شناسایی می کند. اگر راننده با شدت کافی ترمز نکند، دستیار ترمز هیدرولیک نیروی ترمز را به حداکثر میزان آن افزایش می دهد و نتیجتا فاصله توقف کاهش می یابد.

3- کنترل تطبیقی بار (Load Adaptive Control)

حجم و موقعیت بار یک وسیله نقلیه باربری می تواند در هر سفر به طور قابل توجهی متفاوت باشد. ویژگی های بار تأثیر مهمی بر ترمزگیری، کشش، توانایی پیچیدن و تمایل به واژگونی خودرو دارد.ESP تغییرات وزن خودرو و مرکز ثقل آن را در امتداد محور طولی خودرو شناسایی می‌کند و مداخلات سیستم‌های ایمنی ABS و TCS را با بار تطبیق می‌دهد. به این ترتیب، Load Adaptive Control اثربخشی ترمز، کشش و پایداری را بهینه می کند. علاوه بر این خطر واژگونی را کاهش می دهد و با بهینه سازی توزیع نیروهای ترمز، سایش لنت ترمز را به حداقل می رساند.

4- کاهش خطر واژگونی (Roll Over Mitigation)

نوع بارگیری و مرکز ثقل بالاتر خودروهای باربری سبک باعث می شود که آنها سریعتر از خودروهای سواری به شتاب جانبی بحرانی دست یابند. بنابراین خطر چپ کردن آنها به طور قابل توجهی بالاتر است. Roll Over Mitigation به طور مداوم با کمک سنسورهای ESP بر وضعیت خودرو نظارت می‌کند و زمانی که خودرو به واژگونی نزدیک شود مداخله می‌کند. همچنین برای جلوگیری از واژگونی و تثبیت خودرو، ترمز هر چرخ را بصورت جداگانه اعمال و گشتاور حرکتی را کاهش می دهد.

5- سیستم نظارت بر فشار تایر (Tire Pressure Monitoring System)

کاهش میزان باد تایر منجر به تغییر در سرعت گردش چرخها می شود و میتوان با مقایسه سرعت چرخها با یکدیگر، کاهش فشار یک تایر بخصوص را تشخیص داد. این روش امکان نظارت بر فشار تایر را بدون استفاده از سنسور فشار در لاستیک ها فراهم می کند.

6- کاهش انحراف یدک کش (Trailer Sway Mitigation)

یک خطای جزئی در فرمان دادن، وزش باد یا برآمدگی روی سطح جاده می تواند باعث افزایش قابل توجه انحراف یدک کش ها شود. فرمان دهی خلاف جهت و یا شتاب گیری خودروی کشنده، این وضعیت را بدتر می کند. با کمک سنسورهای ESP، این حرکات انحرافی شناسایی شده و با اعمال ترمز جداگانه روی چرخ‌های خودروی یدک‌کش، سرعت کاهش یافته و تثبیت می شود.

پایان