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.

بیش 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 وقتی حاصل می‌شود که نیروی جلوبرنده مناسب برای خودرو مهیا نیست و خودرو بیشتر تمایل دارد که به راستای مستقیم حرکت کند تا دور بزند. بیش فرمانی درست مفهوم مقابل کم فرمانی است به طوری که خودرو بیشتر تمایل دارد که دور بزند تا اینکه به حرکت مستقیم رو به جلوی خود ادامه دهد. سیستم کنترل الکترونیکی پایداری برای حل کردن دو مشکل فوق دست به کار شده است.

نحوه عملکرد:
سیستم کنترل پایداری به تنهایی عمل نمی‌کند بلکه از دیگر وسایل ایمنی در نظر گرفته شده برای خودرو هم استفاده می‌کند. مانند ترمز ضد قفل و کنترل نیروی رو به جلو (Traction). مرکز خودرو در واقع قلب سیستم ESP می‌باشد، کنترل حرکت چرخشی حول محور قائم (Yaw). در واقع این سنسور در مرکز واقعی خودرو قرار دارد تا کوچکترین انحراف را احساس کنند. اگر شما جای راننده در خودرو بنشینید این سنسور در سمت راست راننده در پایین قرار دارد.
حال مفهوم واقعی Yaw (حرکت چرخشی حول محور قائم) چیست؟ به نظر می‌رسد که بیشتر این واژه در صنایع مربوط به دریا نوردی کاربرد داشته باشد. کشتی‌ها و خودروها هر دو Yaw را تجربه می‌کنند که در واقع چرخش حول محور z می‌باشد. اگر سنسورهای کنترلی این چرخش در سیستم ESP انحرافی را مشاهده نمایند آن را در کسری از زمان به رایانه مرکزی گزارش می‌دهد و اینجا است که این سیستم وارد عمل می‌شود.
در واقع ESP به این صورت وارد عمل می‌شود که کنترل تک تک ترمزهای چرخ‌ها را بر عهده می‌گیرد 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. سنسورهای به کار رفته در این سیستم اختلاف موجود در زاویه خودرو و زاویه چرخش فرمان را احساس می‌کنند و دائما به رایانه مرکزی خودرو گزارش می‌دهند و این رایانه است که با ورودی‌های دریافتی خود، بهترین تصمیم را می‌گیرد.

اجزاء سیستم کنترل الکترونیکی پایداری:
قبل از دهه نود میلادی راننده‌ها معمولاً آموزش می‌دیدند که ترمز را ناگهانی فشار ندهند و ضربات با فاصله زمانی کم به پدال بزنند تا از قفل شدن چرخ‌ها و سر خوردن خودرو جلوگیری نمایند. با به وجود آمدن ترمز ABS کار راننده‌ها راحت‌تر شد. در واقع سیستم ABS به طور الکترونیکی با ضرباتی سریع‌تر از راننده که روی پدال می زند، از قفل شدن چرخ‌ها جلوگیری می‌کند. این سیستم در واقع از کم فرمانی و بیش فرمانی تا حدودی جلوگیری می‌کند و قابلیت کنترل خودرو در هنگام ترمز گیری را فراهم می‌کند. سیستم ESP از ABS برای انجام عمل جلوگیری بر روی هر چرخ به طور جداگانه استفاده می‌کند.
سیستم ESP همچنین از کنترل Traction نیز بهره می‌برد. اگر 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 داد، سیستم ESP با دریافت داده‌های مناسب از سنسورها لغزش جانبی خودرو را بررسی می‌کند.

سیستم کنترل پایداری در واقع با سه سنسور اصلی در ارتباط است:
سنسور سرعت دورانی چرخ: بر روی هر چرخی یک سنسور وجود دارد تا سرعت دورانی هر چرخ را محاسبه نماید. این سرعت چرخ با سرعت طولی خودرو در رایانه مرکزی خودرو مقایسه می‌شود و تصمیمات لازم اتخاذ می‌شود.
سنسور زاویه فرمان: این سنسور زاویه چرخشی فرمان را اندازه گیری می‌کند. رایانه مرکزی خودرو جهت مورد نیاز راننده را از روی داده‌های این سنسور متوجه می‌شود.
سنسور چرخش حول محور قائم: این سنسور به نام سنسور Yaw معروف است. در وسط خودرو قرار دارد. این سنسور جهت واقعی خودرو را به رایانه مرکزی گزارش می‌دهد. رایانه مرکزی خودرو با توجه به داده‌های این سنسور و سنسور زاویه فرمان تصمیم مناسب را می‌گیرد.

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 ۹۰۰۰ هزار تصادفات مرگبار جلوگیری به عمل آورد همچنین سازمان امنیت ترافیک ملی (NHTSA) اعلام کرده که توانسته ۲۶ درصد تصادفات در خودروهای معمولی و نزدیک به ۴۸ درصد تصادفات مربوط به خودروهای شاسی بلند را کاهش دهد.

*این آمار توسط دولت مرکزی آمریکا در سال ۲۰۱۲ تأیید شده است.

همچنین بخوانید: سیستم کنترل پایداری یا ESC چیست و چطور کار می‌کند؟