سیستم ESP در خودروها چیست و چه کاربردی در پایداری خودرو دارد؟

سیستم ESP با کمک دو سیستم ABS و TCS در حفظ پایداری خودرو بسیار حائز اهمیت است. در ادامه به چگونگی عملکرد این سیستم می‌ پردازیم.

بیت ران – حسین ریحانی: اگر خودرویی مجهز به سیستم ESP باشد حتما به دو سیستم دیگر مجهز است:

اولین سیستم ABS است که بیشتر شما با آن آشنایی دارید؛ این سیستم از قفل شدن چرخ‌ها در فرایند ترمزگیری جلوگیری می‌ کند.

سیستم بعدی (TCS (Traction Control System است.

سیستم TCS از هرزگردی بیشتر چرخ‌ها هنگام شروع حرکت جلوگیری می‌ کند.

هنگامی که دو سیستم ABS  و TCS ، دینامیک خودرو در خط راست را کنترل می کنند، سیستم ESP حرکات جانبی خودرو را نیز کنترل می‌ کند.

۸۰ درصد تولیدکنندگان خودرو در اروپا از نام ESP برای این سیستم استفاده می‌ کنند.

ESP مخفف  Electronic Stability Program یا برنامه الکترونیکی پایداری خودرو است.

برخی دیگر از خودروسازان از نام‌های دیگری همچون DSC (Dynamic Stability Control)، VSA (Vehicle Stability Assist) و VSC (Vehicle Stability Control) استفاده می‌ کنند.

عملکرد و بازده تمامی این سیستم‌ها یکسان است.

سیستم ESP چگونه کار می‌ کند؟

لغزش و سرخوردن خودرو، یکی از اصلی‌ترین دلایل بروز تصادفات است.

براساس مطالعات بین المللی، ۴۰ درصد از تصادفات مرگبار بر اثر سرخوردن و لغزش خودروها اتفاق می افتد.

سیستم ESP می تواند تا ۸۰ درصد از بروز تصادفاتی که ناشی از سرخوردن خودرو است، جلوگیری کند.

سیستم ESP به سرعت از احتمال لغزش خودرو مطلع می‌ شود و از بروز این گونه حوادث جلوگیری می‌ کند.

در این صورت راننده کنترل خودرو را از دست نمی دهد. مگر اینکه حرکت خودرو از لحاظ فیزیکی غیرقابل کنترل شود.

سیستم ESP همیشه فعال است و میکروکامپیوتری اطلاعات دریافتی از سنسورهای ویژه ESP را هر ۲۵ بار در ثانیه چک می‌ کند.

تمامی داده‌های ارسال شده به این میکروکامپیوتر باید با نحوه کنترل خودرو توسط راننده مطابقت داشته باشد.

در غیر این صورت و با نبود مطابقت وضعیت خودرو با نحوه رانندگی راننده، سیستم ESP فورا وضعیت را بحرانی تشخیص می دهد.

سپس نسبت به تصحیح شرایط حرکتی خودرو و به صورت مستقل از راننده اقدام می‌ کند.

سیستم ESP برای دخالت به نحوه حرکت خودرو از سیستم ترمزگیری استفاده می‌ کند.

ESP با استفاده از این نیرو، خودرو را در مسیر مورد نظر حرکت می دهد تا در نهایت خودرو در مسیری که راننده می‌ خواهد حرکت کند.

اما سیستم ترمزگیری تنها قسمتی نیست که ESP بتواند در آن دخالت کند.

این سیستم می تواند در بخش موتوری خودرو هم دخالت کند و با افزایش سرعت در چرخ‌های محرک، خودرو را در مسیر مناسب هدایت کند.

اجزا سیستم ESP

سیستم ESP برای هدایت خودرو از اجزای مختلفی استفاده می کند.

برای مثال قسمت های سیستم ESP ساخت شرکت بوش شامل:

۱ . واحد هیدرولیک ECP که با کامپیوتر خودرو یا ECU یکپارچه شده است

۲ . سنسور سرعت چرخ

۳ . سنسور زاویه فرمان

۴ . سنسور شتاب جانبی و میزان انحراف

۵ . ارتباط با ECU می شود.

در ادامه به ترتیب به عملکرد و کاربرد این اجزا می پردازیم.

۱ . واحد هیدرولیک ESP که با کامپیوتر خودرو یکپارچه شده است

واحد هیدرولیکی دستوراتی را که از ECU خودرو می‌ گیرد، اجرا می کند.

اجرای این دستورات با استفاده از سوپاپ‌های سلونوئیدی انجام می شود که فشار ترمز را در هر چرخ تنظیم می کنند.

این ماژول هیدرولیکی یک اتصال هیدرولیکی بین سیلندر اصلی ترمز و سیلندر ترمز در هر چرخ است.

ماژول هیدرولیکی زیر کاپوت و نزدیک پیشرانه خودرو قرار دارد و ECU هم داده‌ها را از طریق سنسورهای مربوطه دریافت و محاسبه می کند.

و در نهایت اطلاعات پردازش شده به واحد هیدرولیکی ارسال می شود.

۲ . سنسور سرعت چرخ

واحد کنترل از سیگنال‌های تولید شده توسط سنسور سرعت چرخ‌ها جهت محاسبه سرعت چرخ‌ها استفاده می کند.

در حالت کلی دو نوع سنسور اندازه‌گیری سرعت چرخش چرخ‌ها وجود دارد که عبارتند از سنسورهای فعال و غیر فعال.

هر دو این سنسورها از یک سیستم بدون تماس، از طریق مگنت‌ها اقدام به اندازه‌گیری سرعت دوران چرخ‌ها می‌ کنند.

امروزه بیشتر از سنسورهای فعال جهت اندازه گیری سرعت چرخ‌ها استفاده می‌ شود.

این سنسورها می توانند جهت چرخش چرخ و حتی ساکن بودن وضعیت چرخ‌های خودرو را تشخیص دهند.

۳ . سنسور زاویه فرمان

همانطور که از نام این سنسور پیداست، از این سنسور جهت تشخیص زاویه فرمان خودرو استفاده می‌ شود.

با استفاده از پارامترهای زاویه فرمان، سرعت وسیله نقلیه، فشار ترمز و یا موقعیت پدال گاز، قصد راننده از نحوه هدایت خودرو محاسبه می شود.

۴ . سنسور شتاب جانبی و میزان انحراف

سنسور میزان انحراف هر گونه انحراف خودرو از حالت عادی و پایدار آن، و سنسور شتاب جانبی نیز هر گونه شتاب جانبی را اندازه گیری می‌ کنند.

در این صورت با محاسبه حالت کنونی وسیله نقلیه و میزان پایداری آن، سیستم این اطلاعات را با حالت رانندگی راننده مقایسه می کند.

۵ . ارتباط با ECU

سیستم ESP می‌ تواند داده‌های دریافت شده را به کامپیوتر خودرو یا همان ECU منتقل کند.

در این صورت با کاهش دادن قدرت و گشتاور پیشرانه در شرایط خاص، از سرخوردن خودرو و بروز حادثه جلوگیری می شود.

سیستم ESP و سوپاپ‌های عمل‌گر

وظیفه اصلی ESP جلوگیری از، از دست رفتن کنترل خودرو و جلوگیری از لغزش است.

اما ESP توانایی‌هایی فراتر از این را هم دارد.

برای مثال این سیستم توانایی اعمال فشار هیدرولیکی برای ترمزگیری به طور مستقل روی هر چرخ را داراست.

ESP برای این کار از یک سری سوپاپ‌های عمل‌گر استفاده می‌ کند.

به این ترتیب سیستم ESP می‌ تواند رانندگی ایمن‌تر و راحت‌تری را به ارمغان بیاورد.

این سوپاپ‌های عمل‌گر، امروزه در بازار نیز موجود هستند و تقاضا برای این سیستم هر روز در حال افزایش است و خودروسازان بیشتری برای استفاده از این سیستم تمایل دارند.

این سوپاپ‌ها به صورت افترمارکت قابل دسترس هستند و می‌ توان به صورت آپشن از آن‌ها در خودرو استفاده کرد و حتی به صورت استاندارد امکان نصب آن‌ها روی خودرو وجود دارد.

کنترل خودرو در سربالایی

شروع حرکت در سربالایی کار ساده‌ای نیست.

راننده باید به نحوی شروع به حرکت کند که خودرو به صورت برعکس حرکت نکند.

این موضوع برای خودروهایی که بار حمل می‌ کنند و سنگین‌تر شده‌اند، جدی‌تر هم هست.

راننده باید به طور هم زمان خودرو را ثابت نگه دارد و هم گاز دهد تا خودرو رو به جلو حرکت کند.

راه کار سیستم ESP برای  کنترل شروع حرکت در سربالایی بسیار ساده است:

وقتی راننده پدال ترمز را رها می کند تا شروع به شتابگیری در سربالایی کند، سیستم ESP برای مدتی کوتاه سیستم ترمز را فعال نگه می‌دارد تا راننده بتواند به راحتی در سربالایی شروع به حرکت کند.

سیستم کمکی ترمز

ممکن است در شرایط اضطراری راننده عمل ترمزگیری را به صورت صحیحی انجام ندهد.

سیستم کمکی ترمز در این شرایط، ترمز گیری اضطراری از سوی راننده را تشخیص می‌ دهد و در صورت ناکافی بودن فشار وارده به پدال ترمز، فشار هدرولیکی ترمزها را برای ترمزگیری بهتر، افزایش می دهد.

سیستم کنترل تطبیق پذیر بار

میزان بارگیری خودرو، نوع بار و محل قرار گیری آن تاثیرات متفاوتی در پایداری خودرو ایجاد می‌ کنند.

بارگیری خودرو می‌ تواند در عملکرد ترمز‌ها و احتمال چپ شدن خودرو در پیچ‌ها تاثیر مستقیمی داشته باشد.

سیستم کنترل تطبیق پذیر بار می‌ تواند میزان بار روی خودرو و تاثیر آن روی پایداری خودرو را تشخیص دهد.

با این کار سیستم کنترل تطبیق پذیر بار، همراه با سیستم‌های ABS و  TCS می‌ تواند به عملکرد بهتر ترمز‌ها و پیشگیری از چپ شدن خودرو و از دست دادن کنترل خودرو کمک کند.

پیشگیری از چپ شدن خودرو

بارگیری و مرکز ثقل بالاتر خودروهای سبک وزن موجب مستعد بودن این خودروها برای چپ شدن می‌شود.

این گونه از وسایل نقلیه شانس بیشتری برای چپ شدن نسبت به وسایل نقلیه عادی دارند.

سیستم پیشگیری از چپ شدن خودرو با مونیتور کردن داده‌های حاصل از سیستم ECP، می‌تواند در شرایط حاد نسبت به جلوگیری از چپ شدن خودرو کمک کند.

آیا استفاده از سیستم ESP الزامیست؟

در نوامبر ۲۰۰۹ پارلمان اروپا با طرح مجهزسازی تمام خودروهای تجاری و سواری به سیستم ESP موافقت کرد.

از سال ۲۰۱۱ تا کنون تمام خودروسازانی که قصد عرضه محصول خود در اروپا را داشتند، ملزم به مجهز کردن آن به سیستم ESP شده‌‌اند.

همچنین در سال ۲۰۰۷ اتحادیه ایمنی ترافیک اتوبان‌های آمریکا NHTSA ، تمام خودروسازان را ملزم کرد تا سال ۲۰۱۱ اقدام به مجهز کردن خودروهای خود به سیستم ESP کنند.

بیشتر بخوانید:

انواع شمع خودرو و تاثیر آنها؛ سوزنی، چندپلاتین و پولستار

تیونینگ خودرو و روش های آن / بخش اول: تنفس بهتر موتور

منبع: car-engineer