سیستم کنترل پایداری خودرو ESP چیست؟ + توضیح عملکرد

سیستم کنترل پایداری خودرو یا ESP یکی از مهم ترین آپشن های ایمنی در خودرو است که در ادامه به توضیح عملکرد آن می پردازیم.

سیستم کنترل پایداری و ایمنی خودرو

با افزایش تعداد خودرو در سراسر دنیا و به تبع آن افزایش حجم تصادفات، روز به روز بر آمار تلفات ناشی از آن افزوده می شود و شرکت های خودروساز همواره به دنبال راهی برای کاهش تلفات رانندگی از طریق افزایش سطح ایمنی خودروها می باشند و به همین منظور رشد سیستم های ایمنی نظیر ABS ،EBD ،ESP و… رشد چشمگیری در دهه های اخیر داشته است. یکی از سیستم هایی که میزان مرگ و میر ناشی از تصادفات را به طور قابل توجهی کاهش داده است سیستم کنترل پایداری در خودروها است. مطالعات بین المللی نشان داده حداقل ۴۰ درصد تصادفات منجر به مرگ ناشی از لغزش خودروها است.

همچنین طبق اعلام موسسه ایمنی NHTSA در سال ۲۰۰۷ سیستم کنترل پایداری در خودروها بطور مستقیم سالیانه جان بیش از ۲,۵۰۰ را از مرگ حتمی نجات می دهد و بین ۴۵,۰۰۰ الی ۶۵,۰۰۰ نفر را از صدمه تصادفات حفظ می کند. این سیستم که به اختصار آن را ESP می نامند می تواند خودروهای مختلف با نام های دیگری نیز شناخته شود .بطور مثال شرکت پورشه (PSM) و تویوتا (VSC) را برای معرفی این سیستم استفاده می کنند ولی در عمل همه این سیستم ها از یک پروسه کلی پیروی می کنند .

حتما بخوانید : توربو شارژ چیست؟ + معایب و مزایا

تاریخچه

این سیستم از سال ۱۹۹۵ توسط شرکت مرسدس بنز روی مدل s class طور رسمی بکار گرفته شد هرچند نمونه های اولیه قبل تر توسط دیگر شرکت های خودروسازی نظیر میتسوبیشی مورد امتحان قرار گرفته بود. همچنین در سال ۱۹۷۱ یک سیستم کنترل کشش اولیه بدون دخالت ترمز روی بیوک ریویرا ارائه شد که در این سیستم با تشخیص سرعت چرخ جلو، جرقه زنی قطع می شد تا سرعت چرخ های جلو و عقب برابر شود اما خبر از ترمز ضدقفل در این سیستم نبود. از سال ۲۰۱۲ سیستم کنترل پایداری در ایالات متحده اجباری شد و تمامی وسایل نقلیه می بایست به ترمز ضد قفل و کنترل پایداری مجهز باشند.در تولیدات داخلی کشورمان نیز هرچند فرسنگ ها با صنعت خودروی دنیا فاصله دارد محصولاتی جدید مانند تارا اتوماتیک از این سامانه بهره می برند البته اخیرا طبق اعلام سازمان استاندارد به جهت رعایت استانداردهای ۸۵ گانه از این پس کلیه محصولات تولیدی می بایست از امکانات ایمنی مانند کنترل پایداری بهره ببرند.

اجزای تشکیل دهنده سیستم کنترل پایداری

برای اینکه بتوانیم نحوه عملکرد این سیستم را بررسی کنیم ابتدا می بایست با اجزای تشکیل دهنده آشنا شویم.
سیستم کنترل پایداری شامل سه نوع سنسور می باشد که هرکدام بنا به موقعیت قرارگیری نقش اساسی در حفظ تعادل خودرو برعهده دارند:

۱- سنسور سرعت دورانی چرخ : این سنسور که به طور مجزا در هر چرخ وجود دارد و قادر است با ارسال سیگنال به کامپیوتر مرکزی فشار ترمز را به یک چرخ کاهش یا افزایش دهد.

۲- سنسور زاویه فرمان : این سنسور موقعیت فرمان را با اندازه گیری زاویه واقعی فرمان اندازه گیری می کند.

۳-سنسور تشخیص میزان انحراف(Yaw) : میزان انحراف خودرو حول محور عمودی را اندازه گیری می کند.

علاوه بر سنسور هایی که به آن ها اشاره شد کامپیوتر مرکزی هم در پردازش اطلاعات نقش اساسی برعهده دارد. همچنین سیستم کنترل پایداری همکاری مستقیمی با سیستم ترمز ضد لغزش دارد و به نوعی می توان گفت ترمز ضد قفل بخشی از این سیستم می باشد و بدون وجود این سامانه سیستم کنترل پایداری هم در عمل کاربردی نخواهد داشت.

حتما بخوانید : سیستم تعلیق مک فرسون چگونه عمل می کند؟

تفاوت سیستم کنترل پایداری (ESP) و سیستم کنترل کشش (TCS)

شاید برای شما هم پیش آمده باشد که در خودروها با آپشنی به نام کنترل کشش برخورد کنید و تصور کنید که این سامانه همان سیستم کنترل پایداری است. اگرچه هر دوی این سامانه ها وظیفه حفظ تعادل و پایداری در خودرو را برعهده دارند اما در واقع این دو سیستم تفاوت هایی با یکدیگر دارند. سیستم کنترل کشش سعی در جلوگیری از وقوع بیش فرمانی و کم فرمانی دارد تا خودرو از مسیر خود خارج نشود و بیشتر متوجه جلوگیری از لغزش چرخ ها و هرزگردی آنها در جای خود می باشد مانند حالتی که در رانندگی روی سطوح لغزنده در زمستان پیش می آید و خودرو تمایل به هرزگردی دارد در صورتی که سیستم کنترل پایداری اگر خودرو از مسیر خود خارج شود برای بازگرداندن آن به مسیر اصلی تلاش می کند و مانع از انحراف آن سر پیچ ها می شود. در واقع سیستم ESP از لغزش‌های جانبی خودرو جلوگیری می‌نماید اما کنترل Traction از لغزش‌های طولی ممانعت به عمل می‌آورد. اگر سیستم کنترل Traction لغزش و سر خوردن یک چرخ را تشخیص دهد، سیستم ESP با دریافت داده‌های مناسب از سنسور ها لغزش جانبی خودرو را بررسی می‌کند. به عبارتی سیستم کنترل کشش با حفظ چسبندگی چرخ ها روی جاده حکم یک سیستم مکمل برای کنترل پایداری را ایفا می کند.

نکته حائز اهمیتی که در مورد هردوی این سیستم ها باید به آن اشاره کرد این است که اگر چه تمامی این سیستم ها نقش بسزایی در کاهش تصادفات جاده ای و تلفات ناشی از آن دارند اما به طور صد در صد ضامن سلامتی سرنشینان نبوده و در وهله اول این سبک رانندگی راننده است که می تواند از بروز حادثه جلوگیری کند و تمامی این سیستم های ایمنی نقش کمکی ومکمل را برعهده دارند.

حتما بخوانید : پلتفرم خودرو چیست؟ + تعاریف

عملکرد ESP-ESC

تصور کنید در جاده ای با در حال حرکت هستید که یک مانع بر سر راهتان بطور کاملا ناگهانی قرار می گیرد در این موقعیت تنها کاری که راننده می تواند انجام دهد چرخاندن ناگهانی فرمان برای عبور از مانع می باشد. در این حالت اگر خودرو به مانع هم برخورد نکند احتمال اینکه انتهای آن از مسیر خارج شود و واژگون شود بسیار بالا است. همچنین احتمال پیش آمدن این وضعیت در مسیرهای لغزنده و پر پیچ و خم نیز بسیار بالا تر می رود. اینجاست که سیستم کنترل پایداری به کمک راننده می آید و تعادل خودرو را برقرار می کند. سیستم ESC زمانی که تشخیص دهد راننده کنترل خودرو را از دست داده، به طور خودکار وارد عمل شده تا خودرو را به مسیر اصلی بازگرداند. در این شرایط ESC با استفاده از سنسور های سرعت چرخ و گردش فرمان و همچنین سنسور انحراف خودرو که در مرکز خودرو تعبیه شده سیگنال هایی را به ECU ارسال می کند و با پردازش داده های ارسالی از سنسورها ECU سیستم ترمز ضد قفل را وارد عمل می کند تا کنترل تک تک ترمزهای چرخ‌ها را بر عهده می‌گیرد و با اعمال فشار روی چرخی که دچار کم فرمانی یا بیش فرمانی شده سرعت حرکتش را متوقف می سازد و همچنین دریچه گاز ورودی موتور را هم کنترل می‌کند.

در واقع دریچه گاز (پدال) را کمتر می‌کند تا سرعت خودرو به مقدار مطلوب برسد تا از هرزگردی چرخ ها جلوگیری کند. در این حالت اگر راننده پدال گاز را فشار دهد خودرو گاز نمی خورد و این روند تا قرار گرفتن مجدد خودرو در مسیر خود ادامه خواهد داشت. با وجود یک میکرو کامپیوتر سیگنال های ورودی از چرخ ها در هر ثانیه ۲۵ بار چک می شود تا مشخص شود آیا زاویه فرمان با جهت حرکت خودرو مطابقت دارد با خیر و با این روند مانع از خارج شدن خودرو از مسیر خود در مسیرهای لغزنده و جاده های پر پیچ و خم می گردد.

اجازه دهید با یک مثال عملکرد سیستم کنترل پایداری را به طور ساده تر بررسی کنیم. حتما تا بحال قایق سواری یا رفتینگ را تجربه کرده اید. اگر دقت کرده باشید هر دو طرف وقتی پارو می زنند قایق به مسیر خود بطور مستقیم ادامه می دهد و اگر کمی ناهماهنگی در ریتم پارو زدن به وجود بیاید قایق از مسیر خود منحرف می شود در این موقعیت با توقف پارو زدن در یک طرف و یا پارو زدن در جهت مخالف تعادل برقرار می شود و قایق به مسیر مستقیم خود بر می گردد. یعنی به نوعی با اعمال فشار به سمتی که منحرف شده و یا عکس آن می توان قایق را به مسیر مستقیم خود هدایت نمود. عملکرد سیستم کنترل پایداری هم دقیقا همینطور است و با اعمال فشار ترمز بر چرخی که که از مسیر خارج شده و کنترل دریچه گاز خودرو به مسیر خود باز می گردد. در برخی خودروها برای هیجان بیشتر رانندگی مخصوصا در خودرو های اسپرت دکمه غیرفعال کردن سیستم کنترل پایداری تعبیه شده که راننده با خاموش کردن آن می تواند هیجان بیشتری را سر پیچ ها و انجام حرکات نمایشی تجربه کند اما باید توجه داشت که در صورت خاموش کردن این سامانه و عدم توانایی راننده در مهار خودرو می تواند خسارات جبران ناپذیری را به همراه داشته باشد.