آیا تا به حال تجربه کرده اید که تقریباً کنترل ماشین خود را از دست بدهید و ناگهان آن را در دستان خود بازگردانید؟ شما باید از ESC برای آن تشکر کنید.
شما با سرعت بالایی در حال حرکت بودید که به حاشیه رسیدید. شما سعی کردید فرمان را بچرخانید، اما وسیله نقلیه شما به جای چرخیدن شروع به لغزش کرد. به همین دلیل کنترل ماشین خود را از دست دادید، اما نگران نباشید. کنترل پایداری الکترونیکی (ESC) برای ایمن نگه داشتن شما وجود دارد.
بنابراین، ESC چیست و چگونه به شما کمک می‌کند وقتی با سرعت بالا می‌چرخید، کنترل خودروی خود را دوباره به دست آورید؟ خب بیایید بفهمیم
کنترل پایداری الکترونیکی چیست و چرا لازم است؟
ESC که توسط فرانک ورنر پس از سر خوردن از جاده یخی در سوئد اختراع شد، مهم ترین اختراع ایمنی پس از کمربند ایمنی است. در واقع، طبق این PDF از اداره ملی ایمنی ترافیک بزرگراه (NHTSA)، کنترل پایداری الکترونیکی از سال 2011 تا 2015 جان بیش از 7000 نفر را نجات داده است.
ESC که به عنوان کنترل پایداری پویا نیز شناخته می‌شود، یک ویژگی ایمنی است که به رانندگان کمک می‌کند تا کنترل خودروی خود را در حین چرخش با سرعت‌های بالا به دست آورند. علاوه بر این، ESC از لغزش در هنگام پیچیدن روی سطوح مرطوب نیز جلوگیری می کند، اما چرا لیز خوردن تا این حد خطرناک است؟
می بینید که فرمان شما فقط زمانی می تواند حرکت ماشین شما را کنترل کند که چرخ ها در حال چرخش هستند. هنگامی که لاستیک ها شروع به سر خوردن می کنند، ورودی های فرمان شما بر حرکت خودرو تأثیر نمی گذارد.
برای درک اینکه چرا لاستیک های شما در وهله اول می لغزند، باید قانون اول حرکت را درک کنید. طبق این قانون جسم در حال حرکت تا زمانی که نیروی خارجی وارد نشود در همان حالت باقی می ماند. بنابراین، قانون اول حرکت از تغییر مسیر خودرو در هنگام چرخاندن خودروی در حال لغزش در مسیر مستقیم جلوگیری می کند. این به این دلیل است که اگر لاستیک‌های شما لغزنده باشند، چسبندگی ندارند، بنابراین نیروی خارجی کمی وارد می‌کنند که بر جهت خودروی شما تأثیر می‌گذارد.
برای جلوگیری از این مشکل، کنترل پایداری الکترونیکی با استفاده از سیستم ترمز ضد قفل، نیروی خارجی را بر روی خودرو اعمال می کند.
آشنایی با اجزای متحرک ESC
اکنون که می‌دانیم چرا ESC مورد نیاز است، می‌توانیم به مؤلفه‌هایی نگاه کنیم که آن را ممکن می‌سازند.
- سنسور سرعت چرخ ها: هر چرخ روی ماشین شما دارای سنسور سرعت چرخ است. این سنسور از یک حلقه مغناطیسی سوراخ دار و یک سنسور اثر هال تشکیل شده است. با چرخش چرخ، میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط حلقه به صورت دوره ای تغییر می کند. سنسور اثر هال این داده ها را جمع آوری می کند و حسگر را قادر می سازد تا سرعت چرخ ها را محاسبه کند.
- سنسور میزان انحراف: سنسور میزان انحراف چرخش خودرو را کنترل می کند. برای اندازه گیری این چرخش، سنسور میزان انحراف از یک ژیروسکوپ میکرو الکترومکانیکی استفاده می کند. این ژیروسکوپ نیروی کوریولیس را که بر روی وسیله نقلیه وارد می شود اندازه گیری می کند تا تخمین بزند که ماشین چقدر حول مرکز ثقل خود چرخیده است.
- سنسور زاویه فرمان: همانطور که از نام آن پیداست، سنسور زاویه فرمان، زاویه چرخش فرمان را تعیین می کند. این سنسور که بر روی میل فرمان نصب شده است، از چرخ دنده های مغناطیسی و سنسور اثر هال برای تشخیص زاویه چرخش استفاده می کند.
- ECU: درست مانند CPU که مغز یک کامپیوتر شخصی است، ECU نیز کامپیوتری است که بر عملکردهای حیاتی ماشین شما نظارت می کند. این شامل کارهایی مانند ردیابی میزان سوخت و هوای ورودی به موتور شما می شود، اما برخلاف رایانه های شخصی، یک خودرو دارای چندین ECU است. این دستگاه‌های محاسباتی با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند تا ویژگی‌هایی مانند ترمز اضطراری خودکار، سیستم‌های کروز کنترل تطبیقی و کمک حفظ خطوط را فعال کنند.
- سیستم ترمز ضد قفل: اگرچه راننده با استفاده از پدال ترمز ترمزها را کنترل می کند، ABS میزان فشار وارد شده به لاستیک ها را کنترل می کند. در مواقع اضطراری، ABS سیستم ترمز هیدرولیک را کنترل می کند تا خودرو را تثبیت کند.
- ماژول کنترل موتور: همچنین به عنوان ECM شناخته می شود، ماژول کنترل موتور یک ECU است که مجموعه ای از سنسورها و محرک ها را در محفظه موتور نظارت می کند. این ECM را قادر می‌سازد تا توان ارائه شده توسط موتور را کنترل کند.
علاوه بر سنسورها و ECU های داده شده در بالا، ESC از پروتکل CAN برای ارتباط استفاده می کند. این ارتباط بین سنسورها و ECU ها ESC را قادر می سازد تا شرایط خودرو را به صورت بلادرنگ نظارت کند و سیستم را قوی کند.
ESC چگونه کار می کند؟
اکنون که اجزایی را که ESC را ممکن می‌سازند، درک می‌کنیم، می‌توانیم نحوه عملکرد آن را بررسی کنیم.
همه چیز با سنسور زاویه فرمان شروع می شود که زاویه چرخش فرمان را کنترل می کند. این داده ها و ورودی های سنسور میزان انحراف به ECU ارسال می شود. ECU این داده ها را تجزیه و تحلیل می کند تا بررسی کند که آیا خودرو مطابق با ورودی های کاربران در حال چرخش است یا خیر. اگر اینطور نیست، ECU سیستم کنترل پایداری الکترونیکی را فعال می کند.
پس از فعال شدن، ESC سعی می‌کند بفهمد که آیا چرخ‌های خودرو در حال لیز خوردن هستند یا خیر. برای انجام این کار، داده های تمام سنسورهای سرعت چرخ را مقایسه می کند. اگر سرعت زاویه ای یکی از چرخ ها در مقایسه با بقیه بیشتر باشد، ESC نتیجه می گیرد که در حال لغزش است.
برای جلوگیری از این پدیده لغزش، ESC ABS را فعال می کند. هنگامی که ABS فعال می شود، ترمز را به سرعت روی چرخ لغزنده اعمال می کند. این استفاده از ترمز، نیروی خارجی را به خودرو وارد می کند و آن را تثبیت می کند.
ESC علاوه بر کاهش سرعت چرخ ها با استفاده از ABS، قدرت تحویلی به چرخ ها را نیز کنترل می کند. برای انجام این کار، ESC با ECM ارتباط برقرار می کند و قدرت تحویلی از موتور را کاهش می دهد. این کاهش قدرت و سیستم ترمز ضد قفل از بیش فرمانی یا کم فرمانی خودرو در هنگام پیچیدن یا انحراف در شرایط اضطراری جلوگیری می کند.
نه تنها این، بلکه پایداری افزایش یافته همچنین از خودروهایی مانند کامیون و تراکتور در برابر واژگونی هنگام چرخش محافظت می کند.
آیا ESC همه چیز برای خوب است؟
سیستم کنترل پایداری الکترونیکی از اجزای مختلفی تشکیل شده است و اگر یکی از سنسورها خراب شود، می تواند باعث رفتار غیرعادی خودرو شود.
اگرچه کنترل پایداری الکترونیکی ایمنی زیادی را به کاربران خود ارائه می دهد، اما از رسیدن خودروی شما به محدودیت های خود جلوگیری می کند. با توجه به قابلیت های محدود کننده دریچه گاز ESC، قدرت تحویل به لاستیک ها را کاهش می دهد و از پیچیدن با عملکرد بالا جلوگیری می کند. همچنین، اگر ماشین خود را به پیست مسابقه ببرید و بخواهید مقداری لاستیک بسوزانید، ESC از دریفت خودرو جلوگیری می کند.
همانطور که گفته شد، اگر کاربران به دنبال محدود کردن وسایل نقلیه خود هستند، می توانند ESC را غیرفعال کنند.
آیا ESC جهان را ایمن تر می کند؟
کنترل پایداری الکترونیکی یک ویژگی ایمنی است که کنترل را در هنگام پیچیدن به راننده ارائه می دهد. برای ایجاد این ثبات، ESC بر میزان انحراف و سنسورهای فرمان نظارت می کند تا عدم کنترل فرمان را تشخیص دهد. پس از شناسایی، ESC ABS و ECM را برای کاهش سرعت خودرو فعال می کند.
این سیستم خودرو را تثبیت می کند و به راننده این امکان را می دهد که هنگام چرخش در سرعت های بالا کنترل خودرو را به دست بیاورد. از نظر ایمنی، ESC می تواند بین زندگی و مرگ تفاوت ایجاد کند. به همین دلیل، NHTSA این ویژگی را برای تمام خودروهای فروخته شده پس از سال 2012 اجباری کرد. همانطور که توسط داده ها ثابت شده است، ESC جان افراد بی شماری را از یک تراژدی خاص نجات داده است.