1
2
عنوان تحقیق: معرفی برخی تکنولوژی ها در خودرو
3
فهرست:
سیستم ترمزضد قفل ABS چیست و چگونه کار می کند؟………………………………4
سیستم ایمنی کمک ترمز اضطراری EBD……………………………………………………..10
سیستم ایمنی کنترل هرز گردی ASR…………………………………………………………..13
سیستم ایمنی کنترل الکترونیکی پایداری ESP…………………………………………….15
سیستم ایمنی کنترل پایداری خودرو VSC……………………………………………………18
سیستم ایمنی کنترل کشش TCS…………………………………………………………………20
کروز کنترولر………………………………………………. …………………………………………………….22
مراجع:………………………………………………………………………………………………………………..28
4
سیستم ترمز ABS چیست و چگونه کار می کند؟
5
سیستم ترمز ABS یکی از تکنولوژی های برتر در صنعت خودرو می باشد و جان بسیاری از انسان ها را نجات داده است. سیستم ترمز ضدقفل (Anti-lock braking systems) در طی سالیان به تکامل رسیده و برای اولین بار در سال ۱۹۳۰ در هواپیما به شکل مکانیکی مورد استفاده قرار گرفت. در همان زمان تحولات زیادی در توسعه این سیستم در صنعت هوانوردی بوجود آمد، اما جالب بود که بررسی این سیستم برای چندین سال متوقف شد تا اینکه در سال ۱۹۷۵ تا ۱۹۷۶ برای اولین بار این سیستم در کامیون های سنگین در آمریکا برای کاهش تصادفات به خاطر از دست دادن پایداری کامیون در جاده ها مخصوصا جاده های لغزنده مورد استفاده قرار گرفت. در سال ۱۹۸۰ در تکنولوژی ایمنی خودرو تحول عظیمی رخ داد و سیستم ABS به شکل شکل امروزی (الکترونیکی) در خودروهای سواری مورد استفاده واقع شد.
ترمزهای ضد قفل (ترمز ABS): نگه داشتن ناگهانی یک اتومبیل در جاده ی لغزنده می تواند بسیار خطرناک باشد. ترمزهای ضد قفل خطرهای این واقعه ی ترسناک را کاهش می دهد. درواقع روی سطوح لغزنده حتی راننده های حرفه ای بدون ترمز ضد قفل نمی توانند به خوبی یک راننده ی معمولی با ترمزهای ضد قفل ترمز کنند.
مفهوم کلی ترمزهای ضد قفل: تئوری ترمزهای ضد قفل بسیار ساده است. یک چرخ در حال لیز خوردن (به طوری که سطح تماس تایر نسبت به زمین سر بخورد) نسبت به چرخی که لیز نمی خورد نیروی اصطکاک کمتری دارد. اگر با اتومبیل خود در یخ گیر کرده باشید می دانید که اگر چرخ ها بچرنخد هیچ نیروی جلوبری به اتومبیل وارد نمی شود زیرا سطح تماس چرخ نسبت به یخ لیز می خورد.
ترمزهای ضد قفل با جلوگیری کردن از سر خوردن چرخ ها در هنگام ترمز کردن، دو مزیت را بوجود می آورند:
1- خودرو زودتر متوقف می شود.
2- می توان خودرو را هنگام ترمز کردن نیز هدایت کرد.
6
نحوه پیاده سازی ABS: برای مشخص شدن نحوه پیاده سازی سیستم ABS باید بررسی کرد که چگونه می توان از قفل شدن چرخ ها جلوگیری کرد. به طور کلی با توجه به نحوه طراحی سیستم انتقال نیرو خودرو در شرایط ترمزگیری، اگر یکی از چرخ های خودرو نسبت به سایر چرخ ها دارای سرعت دوران بیشتر یا کمتر باشد ممکن است آن چرخ قفل شود. پس اولین گام، بررسی شرایط هر چرخ در حالت ترمزگیری است. برای این منظور مهندسین خودرو به سراغ علم الکترونیک رفته و با استفاده از سنسور قراگرفته بر روی هر چرخ شرایط هر چرخ را بررسی می کنند.
در مرحله بعد مهندسین با تغییر نیروی وارده از ترمز، چرخ را از حالت بحرانی خارج می کنند. یعنی اگر چرخی نسبت به سایر چرخ های خودرو در حالت ترمزگیری با سرعت کمتر دوران کند، با کم کردن نیروی ترمز بر روی این چرخ، سرعت دوران آن افزایش می یابد و چرخ از حالت بحرانی خارج می شود. در حالت دیگر نیز اگر چرخی نسبت به سایر چرخ های خودرو در حالت ترمزگیری با سرعت بیشتری دوران کند می توان با زیاد کردن نیروی ترمز روی آن چرخ، سرعت دوران آن را کم کرد تا چرخ از حالت بحرانی خارج شود.
برای پیاده سازی این سیستم باید نگاهی کلی به سیستم ترمز خودروها بیندازیم. سیستم ترمز رایج هیدرولیکی است، به این معنی که از یک سیلندر و پیستون برای اعمال فشار به لنت ترمز استفاده می شود. حال اگر فشار درون سیلندر کم یا زیاد شود، نیروی ترمز تغییر می کند. برای پیاده سازی ترمز ضد قفل، سوپاپ ورودی سیلندر ترمز را با همنوع الکتریکی آن جایگزین کرده اند تا بتوان به وسیله پردازنده مرکزی خودرو میزان فشار درون سیلندر را تغییر داد. لازم به ذکر است که برای تامین فشار سیلندرها هم از پمپ استفاده می شود.
روند کار سیستم ترمز ABS: پردازنده مرکزی خودرو با کمک سنسورهای موجود در هر چرخ، سرعت دوران چرخ ها را در حالت ترمزگیری بررسی می کند. در صورتی که سرعت دوران یکی از چرخ ها نسبت به سایر چرخ ها متفاوت باشد، پردازنده با فرمان لازم به سوپاپ الکتریکی سیلندر ترمز، میزان فشار درون سیلندر را تغییر می دهد که با این کار میزان نیروی ترمز وارده به چرخ تغییر می کند و چرخ از حالت بحرانی خارج می شود. پس احتمال قفل شدن آن نیز کم می شود. روند بالا به صورت مداوم و با سرعت زیاد انجام می شود، به طوری که در هر دقیقه بین 15 تا 20 مرتبه این روند تکرار می شود.
عملکرد پایه ای سیستم ABS به صورت بالا است که البته عملکردهای دیگری مانند EBD نیز به این سیستم اضافه شده است.
7
اجزا ترمزهای ضد قفل:
1- حسگرهای سرعت: سیستم ترمز ضد قفل باید بداند چه موقع چرخ در حال قفل کردن است، حسگرهای سرعت که در هر چرخ یا در بعضی مواقع در دیفرانسیل قرار گرفته اند این اطلاعات را فراهم می کنند.
2- سوپاپ ها: در هر لوله ی ترمز که به هر ترمز می رود یک سوپاپ وجود دارد که با کنترل کننده کنترل می شود. در بعضی از سیستم ها سوپاپ سه حالت دارد:
در حالت اول سوپاپ باز است و فشار از سیلندر اصلی مستقیما به ترمز می رسد.
در حالت دوم سوپاپ، لوله ی ترمز را می بندد و ترمز را از سیلندر اصلی جدا می کند. این حالت از افزایش بیش از حد فشار ترمز وقتی راننده روی پدال فشار می آورد، جلوگیری می کند.
در حالت سوم سوپاپ مقداری از فشار ترمز را کم می کند.
3- پمپ: چون سوپاپ می تواند فشار ترمز را کم کند باید به طریقی این فشار از دست رفته را جبران کرد و این کاری است که پمپ انجام می دهد. بعد از اینکه سوپاپ فشار را در یک ترمز کم کرد پمپ دوباره فشار را ایجاد می کند.
4- کنترل کننده: کنترل کننده یک پردازنده است که با توجه به حسگرهای سرعت، سوپاپ ها را کنترل می کند.
8
انواع ترمزهای ضد قفل: ترمزهای ضد قفل طراحی های مختلفی دارند که به نوع ترمز بکار رفته بستگی دارد. ما به آنها بر اساس تعداد کانال ها (تعداد سوپاپ هایی که به طور جداگانه کنترل می شوند) و تعداد حسگرهای سرعت اشاره می کنیم:
ترمز ضد قفل با چهار کانال و چهار حسگر سرعت: این بهترین طراحی است که
درآن برای هر چرخ حسگر و سوپاپ جداگانه ای وجود دارد. با این روش، کنترل گر هر چرخ را به طور مجزا بررسی می کند تا به هر چرخ بیشترین نیروی اصطکاک وارد شود.
سه کانال و سه حسگر: این روش بیشتر در وانت ها و کامیون ها با چهار چرخ ضد قفل استفاده می شود و در آن برای هر چرخ جلو یک حسگر و یک سوپاپ وجود دارد اما برای دو چرخ عقب ف قط یک حسگر و یک سوپاپ وجود دارد. حسگر سرعت چرخ های عقب روی محور عقب قرار دارد. در این حالت برای هر چرخ جلو کنترل جداگانه وجود دارد. بنابراین چرخ های جلو به بیشترین نیروی ترمزی می رسند. چرخهای عقب قبل از فعال شدن سیستم ضد قفل، قفل میکنند. با این سیستم ممکن است یکی از چرخ های عقب هنگام ترمز کردن قفل کند که نسبت به حالت چهار کاناله باعث کاهش کارایی ترمز می شود.
این سیستم در وانت ها و کامیون ها با محور عقب ضد قفل وجود دارد که یک سوپاپ برای کنترل هر دو چرخ عقب و یک حسگر سرعت واقع در محور عقب دارد. این سیستم مشابه قسمت عقب سه کاناله عمل می کند. دو چرخ عقب با هم کنترل می شوند و قبل از فعال شدن سیستم ضد قفل، هر دو قفل می کنند. در این روش هم ممکن است یکی از چرخ های عقب هنگام ترمز کردن قفل کند که باز هم باعث کاهش کارایی ترمز می شود. این سیستم به سادگی قابل تشخیص است. معمولا یک لوله ی ترمز وجود دارد که با یک اتصال T شکل به دو چرخ عقب وصل می شود. شما می توانید حسگرهای سرعت را با مشاهده ی اتصالات الکتریکی نزدیک دیفرانسیل در محورعقب پیدا کنید.
9
آیا ترمزهای ضد قفل واقعا کار می کنند؟ ترمزهای ضدقفل واقعا کمک می کنند تا بهتر توقف کنید. آنها از قفل شدن چرخ ها جلوگیری می کنند و کوتاهترین فاصله توقف را روی سطوح لغزنده فراهم میآورند. اما آیا واقعا آنها از وقوع تصادفات جلوگیری می کنند؟ این معیاری درست برای کارایی سیستم های ABS است.
موسسه بیمه برای ایمنی بزرگراه ها چندین مطالعه ای انجام داده است جهت تلاش برای تعیین اینکه آیا وسایل نقلیه به ABS تجهیز شوند دچار حوادث مرگبار بیشتر یا کمتر می شوند. در مطالعه ای که در سال ۱۹۹۶ صورت گرفته بود وسایل نقیله تجهیز شده با سیستم ABS هیچ کاهش احتمالی را در حوادث مرگبار نسبت به وسایل نقلیه عادی نشان ندادند.
تفکر و تعمق بیشتری درباره دلیل آن انجام شد. بعضی افراد فکر می کنند که رانندگان از خودروهای مجهز به سیستم ترمز ABS به طور صحیح استفاده نمی کنند. بعضی افراد نیز اظهار می کنند که چون سیستم های ABS امکان می دهند تا آن را در موقعیت توقف خطرناک تحت کنترل داشته باشند افراد بیشتری با احساس اطمینانی که دارند از جاده خارج می شوند و دچار تصادف می شوند.
بعضی داده های اخیر حتی ممکن است نشان دهد که میزان تصادف خودروهای ABSدار در حال افزایش است ولی هیچ مدرکی دال بر این وجود ندارد که ABS ایمنی کل را بهبود داده است.
انواع سیستم های ترمز ABS: شرکت های خودروسازی جهان از سیستم های ترمز ABS مختلفی بر روی خودروهایشان استفاده می کنند که اصولا کار و کلیات سیستم های ABS را دارا می باشد اما با هم فرق های دارند.
الف) سیستم های بندیکس (ترمز ABS)
ب) سیستم های بوش(ترمز ABS)
پ) سیستم های کلسی –هایز(ترمز ABS)
ت) سیستم های دلفی- چیسیس(ترمز ABS)
ز) سیستم های نیپوندنسو و نیسین و سو میتوو(ترمز ABS)
ر) سیستم های توس(ترمز ABS)
د) سیستم های تویوتا(ترمز ABS)
10
سیستم ایمنی کمک ترمز اضطراری EBD:
در این مقاله به بررسی چگونگی عملکرد سیستم EBD یا Electronic Brake force Distribution خواهیم پرداخت. نکته قابل ذکر این است که سیستم EBDبه عنوان مکمل سیستم ABS فعالیت می کند و خودرویی در جهان پیدا نمی شود که تنها دارای این سیستم باشد حال سوال این است که چرا سیستم EBD مکمل ABS است یا به عبارت دیگر چه عملکردی را به سیستم ترمز و ایمنی خودرو اضافه می کند که نیاز به ABS دارد؟
با رجوع به نام سیستم EBD می توان به عمکرد این سیستم تا حدودی پی برد که کار این سیستم تقسیم نیروی ترمز بین چرخ های ماشین است. سوالاتی درزمینه های شرایط عملکرد سیستم EBD و چگونگی پیاده سازی آن به صورت سخت افزاری به ذهن می رسد که در ادامه به این سوالات پاسخ داده می شود.
11
ایده : سیستم های ترمز در ابتدا به صورت کاملا مکانیکی طراحی و تولید می شدند که در آن ها نیروی ترمز وارده از طرف راننده به صورت مساوی بین چرخ های خودرو تقسیم می شد. شرایطی در هنگام حرکت خودرو موجود است که باعث پدید آمدن ایده تقسیم نیروی ترمز بیت چرخ های اتومبیل است که این شرایط به صورت زیر است:
1- هر چرخ در خودرومیزانی از وزن خودرو را متحمل می شود که با توجه به چگونگی طراحی خودرو و شرایط حرکتی خودرو متفاوت است برای نمونه اگر تقسیم وزن خودرو ٦٠/٤٠ باشد ٦٠ درصد وزن خودرو در حالی که خودرو ثابت است یا حرکت با سرعت ثابت دارد بر روی چرخ های جلو خواهد بود و ما بقی آن بر روی چرخ های عقب. حال تصور نمایید که این خودرو در حال حرکت در مسیری مستقیم و شرایط جاده ای خشک و مناسب است و خودرو باری را نیز حمل نمی کند. راننده خودرو اقدام به ترمزگیری نماید، در این شرایط به علت سرعت اولیه خودرو قبل از ترمزگیری ، مقداری از وزن خودرو به جلو منتقل می شود(به یاد داشته باشید مفهوم وزن با جرم متفاوت است). پس چرخ های جاوی خودرو که وزن بیشتری را در شرایط معمول حمل می کردند مقداری وزن اضافه را نیز باید حمل کنند.
با در نظر گرفتن مثال بالا لین فکر به ذهن می رسد که در شرایط توصیف شده باید نیروی ترمز اعمالی به چرخ های جلو بیشتر از چرخ های عقب باشد و یکی از کارهای سیستمEBD همین است که در ترمز گیری مستقیم الخط به صورت تقریبی نیروی ترمز لازم هر چرخ را محاسبه می کند و آن را به هر چرخ اعمال می کند .
2- شرایط بعدی حالتی است که خودرو باری را حمل کند و در شرایط توصیفی قبلی ترمز کند، در این شرایط به علت وجود وزن بیشتر در قسنت عقب خودرو در هنگام ترمز گیری وزنی به قسمت جلو اضافه نمی شود و این وزن بر روی چرخ های عقب اعمال نخواهد شد پس چرخ های عقب در این حالت به نیروی ترمز بیشتری نسبت به حالت قبل نیاز خواهند داشت.
12
3- شرایط حرکتی بعدی که تقسیم نیروی ترمز بین چرخ ها بکار می آید در هنگام حرکت در پیچ است که در این شرایط چرخ های بیرون از پیچ دارای حرکت دورانی بیشتری نسبت به رخ های داخل پبچ است در این حالت اگر راننده اقدام به ترمز گیری نماید تا سرعت خودرو را کم کند چرخ های داخل پیچ قفل می کنند که باعث از دست رفتن کنترل خودرو می شود پس در این حالت نیروی ترمز کمتری باید به چرخ های داخل پیچ اعمال شود.
پیاده سازی سخت افراری: با توجه به توضیحاتی که در مورد سیستم ایمنی EBD داده شد برای پاده سازی این سیستم همان امکانات و تجهیرات سخت افزاری نیاز است که برای ABS استفاده می شود و به همین دلیل است EBD به عنوان مکمل سیستمABS مطرح می شود.
13
سیستم ایمنی کنترل هرز گردی ASR:
همه ما در هوای برفی و بارانی رانندگی کرده ایم و به این نکته رسیده ایم که کنترل خودرو در چنین هوایی بسیار مشکل است. وقتی گشتاور موتور به چرخ ها اعمال می شود، اصطکاک بین لاستیک و زمین سبب حرکت خودرو می شود. حال در هوای برفی و در زمانی که در اثر بارش برف و باران اصطکاک کم می شود، خودروها دچار هرزگردی می شوند، به نحوی که در بعضی مواقع نمی توان حرکت کرد. این حالت در زمان انتقال نیروی زیاد به چرخ نیز به وجود می آید.
وقتی گشتاور موتور ناگهان از طریق کلاچ و گیربکس به چرخ محرک وارد می شود، در اثر ازدیاد نیرو، چرخ دچار هرزگردی یا تیک آف می شود. این حالت نه تنها باعث عدم کنترل خودرو بلکه باعث اتلاف نیرو و بالا رفتن استهلاک نیز می شود.
هرزگردی باعث سایش لاستیک ها، اعمال فشار زیاد بر اهرم بندی چرخ و خارج شدن چرخ از تنظیمات اولیه نیز می شود.این امر همچنین باعث کاهش پایداری و فرمان پذیری خودرو می گردد. برای جلوگیری از وقوع این حالت از سیستمی به نامASR استفاده می شود.
سیستم Acceleration Skid Regulation یا همان ASR، سیستمی است که از سر خوردن و بکسوات کردن چرخ های خودرو جلوگیری می کند.
14
سیستم ASR با ABS رابطه مستقیمی دارد. به نحوی که در صورت عدم وجود ترمز ABS نمی توان از این سیستم هم استفاده نمود .
این سیستم از سنسورهای ABS اطلاعات لازم را دریافت می کند. دو فاکتور مهم که در کنترل هرزگردی استفاده می شود، عبارتند از: 1- میزان دور چرخ 2- سرعت خودرو. این دو عامل با هم رابطه مستقیم دارند. هرگاه سرعت خودرو بالا رود، دور چرخ نیز زیاد می شود، هرگاه سرعت زیاد نشود اما دور چرخ بالا رود، نشان دهنده حالت هرزگردی است. در این حالت سیستم ASR وارد عمل شده و به عملگر ترمز چرخ های مربوطه دستور ترمزگیری می دهد. همچنین این سیستم با بستن دریچه گاز به مقدار کم، از گشتاور موتور مقداری می کاهد، اما به محض برطرف شدن هرزگردی، دریچه گاز به حالت اولیه بازمی گردد.
این سیستم همچنین با ECU موتور مرتبط است. برای آن که عکس العمل سیستم در مقابل رویدادها سریع باشد، سیستم از گشتاور موتور می کاهد، مثلاً اگر در سر پیچ در اثر نیروی زیاد موتور و یا لغزنده بودن مسیر چرخ ها دچار هرزگردی شوند، هرزگردی در خودرو را نمی توان با ترمزگرفتن کاهش داد، و در این حالت باید از کاهش نیروی موتور نیز استفاده شود تا به راحتی بتوان خودرو را کنترل کرد. برای کاهش گشتاور می توان زمان بندی جرقه و پاشش سوخت را ریتارد کرد. به زبان ساده تر می توان احتراق درون سیلندر را عقب انداخت تا نیرو با تاخیر به سیستم انتقال قدرت وارد شود. این کار باعث کاهش گشتاور می شود. این سیستم را می توان با ABS یا دیفرانسیل های ضدلغزش استفاده کرد. با استفاده از ASR، دریچه گاز باید به صورت الکترونیک عمل کند. برای این کار، رگلاتور این سیستم روی دریچه گاز نصب می شود تا بتوان با فرمان های الکترونیکی دریچه را تغییر داد. امروزه ASR تقریباً در تمام خودروهای روز دنیا نصب می شود و در عین سادگی نقش بسیار مهمی در ایمنی و بالارفتن بازده خودرو و افزایش پایداری آن دارد.
15
سیستم ایمنی کنترل الکترونیکی پایداری ESP:
این سیستم برای کنترل مطلوب خودرو و بر روی سطح جاده و حفظ ثبات آن در هنگام پیچیدن، طراحی شده است. اگر راننده با گردش سریع فرمان،کنترل خودرو را از دست بدهد و خودرو بلغزد، سیستم ESP آن را به مسیر اصلی خود بر می گرداند.
اگر خودرویی در حال حرکت باشد و ناگهان ترمز یکی از چرخ های آن فعال شود، به دلیل اختلاف سرعت، در جهت همان چرخ می چرخد. راننده با فشردن یکی از پدال ها یا اهرم های موجود در زیر پای خود، خودرو را به سمت دلخواه، هدایت می کند. سیستم ESP هنگام تغییر مسیر ناخواسته خودرو، آن را به مسیر اولیه خود باز می گرداند.ESP ،لغزش جانبی خودرو را در هنگام گردش فرمان با اعمال نیروی ترمز بر روی یک چرخ، کنترل می کند و خودرو را به مسیر مورد نظر راننده بر می گرداند.
ECU سیستم ESP با استفاده از حسگر فرمان از جهت مورد نظر راننده مطلع می شود. حسگر چرخ ها و محاسبات، اختلاف سرعت ایجاد شده، وضعیت خودرو را روی سطح، تخمین می زند و با مقایسه این دو داده، انحراف خودرو از مسیر مورد نظر، بررسی می شود. هنگام گردش فرمان، بین چرخ ها و اطلاعات حسگر شتاب، جهت مورد نظر راننده را مشخص می کند. اگر لغزش جانبی در خودرو ایجاد شده باشد، سیستم ESP آن را به حالت اولیه خود باز می گرداند.
نکته: ESP سیستم ترمز نیست! برنامه پایداری الکترونیکی است.
16
سیستم های ESP ای که امروزه روی خودروها نصب می شوند بسیار پیشرفته می باشند و شاید آنقدر خوب عمل کنند که بدون اینکه راننده متوجه شود، کنترل خودرو را حفظ کند و راننده احساس کند که خودش چنین مهارتی در رانندگی دارد!
جالب است بدانید که این سیستم در کمپانی های مختلف، نام های مختلفی دارد. به طور مثال آلفارومئو به آن VDC، ب ام و به آن DSC، فراری به آن CST و لکسوس به آن VDIM می گوید اما همگی آن ها در مفهوم، کار ESP را کرده و به پایداری خودرو در شرایط مختلف کمک می کنند.
ما معمولاً در مورد خودروهای پربازده می شنویم که دچار کم فرمانی و بیش فرمانی می شوند. این واقعیت وقتی سرعت از حدی بالاتر باشد یا جاده لغزنده باشد یک حقیقت اجتناب ناپذیر است.
کم فرمانی وقتی حاصل می شود 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 ی عملکرد ESP: سیستم کنترل پایداری به تنهایی عمل نمی کند بلکه از دیگر وسایل ایمنی در نظر گرفته شده برای خودرو هم استفاده می کند. مانند ترمز ABS و کنترل نیروی رو به جلو (Traction).
مرکز خودرو در واقع قلب سیستم ESP می باشد، 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 می رسد که بیشتر این واژه در صنایع مربوط به دریا نوردی کاربرد داشته باشد. کشتی ها و خودروها هر دو Yaw را تجربه می کنند که در واقع چرخش حول محور z می باشد. اگر سنسورهای کنترلی این چرخش در سیستم ESP انحرافی را مشاهده نمایند آن را در کسری از زمان به رایانه مرکزی گزارش می دهد و اینجا است که این سیستم وارد عمل می شود.
در واقع ESP به این صورت وارد عمل می شود که کنترل تک تک ترمزهای چرخ ها را بر عهده می گیرد و همچنین دریچه گاز ورودی موتور را هم کنترل می کند. در واقع دریچه گاز (پدال) را کمتر می کند 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 می کنند و دائما به رایانه مرکزی خودرو گزارش می دهند و این رایانه است که با ورودی های دریافتی خود، بهترین تصمیم را می گیرد.
17
اجزاء سیستم ESP: قبل از دهه نود میلادی راننده ها معمولاً آموزش می دیدند که ترمز را ناگهانی فشار ندهند و ضربات با فاصله زمانی کم به پدال بزنند تا از قفل شدن چرخ ها و سر خوردن خودرو جلوگیری نمایند. با به وجود آمدن ترمز ABS کار راننده ها راحت تر شد. در واقع سیستم ABS به طور الکترونیکی با ضرباتی سریع تر از راننده که روی پدال می زند، از قفل شدن چرخ ها جلوگیری می کند. این سیستم در واقع از کم فرمانی و بیش فرمانی تا حدودی جلوگیری می کند و قابلیت کنترل خودرو در هنگام ترمزگیری را فراهم می کند. سیستم ESP از ABS برای انجام عمل جلوگیری بر روی هر چرخ به طور جداگانه استفاده می کند.
سیستم ESP همچنین از کنترل Traction نیز بهره می برد. اگر سیستم ESP از لغزش های جانبی خودرو جلوگیری می نماید اما کنترل Traction از لغزش های طولی ممانعت به عمل می آورد. اگر سیستم کنترل Traction لغزش و سر خوردن یک چرخ را تشخیص داد، سیستم ESP با دریافت داده های مناسب از سنسورها لغزش جانبی خودرو را بررسی می کند.
سیستم کنترل پایداری در واقع با سه سنسور اصلی در ارتباط است:
1- 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 می شود و تصمیمات لازم اتخاذ می شود.
2- سنسور زاویه فرمان: این سنسور زاویه چرخشی فرمان را اندازه گیری می کند. رایانه مرکزی خودرو جهت مورد نیاز راننده را از روی داده های این سنسور متوجه می شود.
3- 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 می دهد. رایانه مرکزی خودرو با توجه به داده های این سنسور و سنسور زاویه فرمان تصمیم مناسب را می گیرد.
مزایای ESP: مهم ترین مزیتی که می توان از این سیستم عنوان کرد کاهش چشم گیر تصادفات می باشد. هر راننده ای 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 می کند. سیستم ESP بر طبق اظهارات موسسه ایمنی بزرگراه ها (IIHS) می تواند از 9000 هزار تصادفات مرگبار جلوگیری به عمل آورد. همچنین سازمان امنیت ترافیک ملی (NHTSA) اعلام کرده که توانسته 26 درصد تصادفات در خودروهای معمولی و نزدیک به 48 درصد تصادفات مربوط به خودروهای شاسی بلند را کاهش دهد.
18
سیستم ایمنی کنترل پایداری خودرو VSC:
سیستم VSC مخفف Vehicle Stability Control بوده و به معنای کنترل پایداری خودرو. همانطور که از نامش پیداست، کمپانی ها این فناوری را در روی اتومبیل خود جهت پایداری بیشتر در هنگام لغزش یا قرار گرفتن در جاده های یخ زده و بارانی، قرار می دهند. افراد با فعال کردن سیستم VSC اتومبیل خود، به خودرو این اجازه را می دهند تا ترمز را روی چهار چرخ فعال کرده و قدرت موتور جهت افزایش پایداری کاهش دهد. با این اوصافVSC می تواند در تصادف روزهای بارنی و برفی موثر بوده و موجب کاهش تصادفات شود.
سیستم ترمز ضد قفل و کنترل لغزش به طورکلی برای تعادل عملکرد پدال گاز و ترمز درطول ترمزگیری یا سرعت گرفتن به کار میروند. سیستم پایداری خودرو، تعادل فرمان و حرکت خودرو را تامین میکند.
19
اجزا سیستم:
1- سوئیچ چراغ ترمز: سوئیچ چراغ ترمز تشخیص میدهد که آیا ترمزها به کار گرفته شده اند یا خیر. هنگام استفاده از ترمزها، سیگنالی از سوئیچ برای اطلاع کامپیوتر سیستم پایداری خودرو، فرستاده میشود.
2- سنسورهای سرعت خودرو: سنسورهای سرعت خودرو سرعت چرخها را اندازهگیری میکند. سپس این سنسورها اطلاعات را به کامپیوتر سیستم پایداری خودرو ارسال میکنند.
3- سنسور تعادل و سنسور شتاب منفی: خروجی این سنسورها حرکت های عرضی و جانبی خودرو و شتاب منفی را محاسبه کرده و به کامپیوتر سیستم پایداری خودرو ارسال میکند.
4- سنسور زاویه فرمان: این سنسور زاویه گردش فرمان را محاسبه و به کامپیوتر کنترل پایداری خودرو منتقل میکند.
5- سنسور فشار سیلندر اصلی ترمز: این سنسور فشار هیدرولیکی ترمز را محاسبه و به کامپیوتر کنترل پایداری خودرو ارسال میکند.
عملگر ترمز به همراه کامپیوتر کنترل پایداری: عملگر ترمز شامل 2 بخش است کامپیوتر کنترل پایداری و عملگر ترمز کامپیوتر کنترل پایداری بر اساس سیگنالهای دریافتی از سنسورهای
سرعت کامپیوتر کنترل پایداری، سرعت چرخها ،کاهش سرعت و لغزش را محاسبه کرده، طبق میزان لغزش تشخیص داده شده، کامپیوتر نیروی ترمز توزیع شده را کنترل مینماید تا نیروی ترمز کنترل شود.
1- عملگر ترمز: عملگر ترمز وظیفه انتقال نیروی ترمز به چرخها را به عهده دارد.
2- صفحه کیلومتر (چراغ اختار VSC): هنگامی که وجود نقصی در سیستم تشخیص داده شود چراغ اخطار سیستم روشن میشود.
20
سیستم ایمنی کنترل کشش TCS:
اگر در خودروهای فاقد سیستم کنترل کشش (Traction Control System) که با علامت اختصاری (TCS) شناخته می شود، هنگام پیچیدن و حرکت روی سطوح لغزنده به ویژه در شرایط آب و هوای بارانی و برف ی و نیز جاده های خاکی، بیش از اندازه گاز داده شود، چرخ های محرک شروع به هرزگردی می کنند و باعث سرخوردن و از دست رفتن کنترل اتومبیل می شود. اما در خودروهای مجهز به سیستم کنترل کشش، چنان چه بیش از اندازه گاز داده شود و یکی از چرخ های محرک اتومبیل بیش از اندازه بچرخد و شروع به هرزگردی کند، این سیستم به صورت اتوماتیک فعال می شود. بدین صورت که با کاهش میزان گاز، قدرت موتور را به صورت مرحله ای تا میزان مطلوب و لازم کاهش می دهد و از هرزگردی چرخ محرک جلوگیری می کند. ازاین رو، میزان چسبندگی و تماس لاستیک ها با سطح زمین بیش تر می شود و اتومبیل به شکل ایمن تری به حرکت خود ادامه می دهد.
یادآوری می شود که در اتومبیل های مجهز به سیستم کنترل کشش، تحت هر شرایطی از هرزگردی چرخ ها جلوگیری می شود و چرخ های خودرو بی آن که چسبندگی خود را نسبت به سطح جاده از دست بدهند، با ایمنی مطلوب به راه خود ادامه می دهند. حال باید دید که این سیستم با چه مکانیسمی از هرزگردی چرخ ها جلوگیری می کند.
21
یادآوری می شود که در اتومبیل های مجهز به سیستم کنترل کشش، تحت هر شرایطی از هرزگردی چرخ ها جلوگیری می شود و چرخ های خودرو بی آن که چسبندگی خود را نسبت به سطح جاده از دست بدهند، با ایمنی مطلوب به راه خود ادامه می دهند. حال باید دید که این سیستم با چه مکانیسمی از هرزگردی چرخ ها جلوگیری می کند.
در سیستم کنترل کشش (TCS) که مکمل سیستم ترمز ضد قفل (ABS) است، حس گرهایی به دو چرخ متحرک خودرو متصل شده است که سرعت دورانی چرخ ها را اندازه گیری می کنند. درصورتی که این حس گرها سیگنال بفرستند که یکی از چرخ ها با سرعت بسیار بالاتری نسبت به چرخ دیگر در حال چرخیدن است و هرزگردی می کند، با کاهش نیروی اعمال شده بر چرخ، از هرزگردی جلوگیری می شود. البته سیستم کنترل کشش، گاهی در مواقع لزوم، از ترمزها نیز برای تنظیم سرعت دوران چرخ ها استفاده می کند.
مزایای سیستمTCS:
1- افزایش نیروی کششی
2- ایمنی و پایداری بیشتر بر روی سطوح نامناسب
3- تنش کمتر برای راننده
4- عمر طولانی تر لاستیک
5- بکسواد نکردن چرخ در پیچ ها و هنگام دور زدن.
22
کروز کنترولر یا سیستم تثبیت کننده سرعت خودرو:
سیستم کروز کنترل (Cruise Control) یا به عبارتی سیستم تثبیت کننده سرعت خودرو برای سهولت در رانندگی در بزرگراه ها و مسیرهای باز بکار می رود. این سیستم، در واقع ابزاری برای ثابت نگه داشتن سرعت خودرو حین رانندگی در سطح جاده ها، بزرگراه ها، یا اتوبان هاست. به طور مثال، اگر راننده بخواهد سرعت را روی ۱۲۰ کیلومتربرساعت ثابت نگه دارد، با فعال سازی کروز کنترل به راحتی می تواند این کار را انجام دهد.
اساس این ابزار به گونه ای است که خودرو به صورت اتوماتیک می تواند سرعت خودرو را تحت هر شرایطی از رانندگی ثابت نگه دارد. لازم به یادآوری است، زمانی که این ابزار را فعال می کنید و سرعت خودرو روی عدد خاصی ثابت شده است، این سرعت، در مسیرهای سربالایی، سراشیبی، یا هنگام وزش باد مخالف، تغییر نخواهد کرد. گفتنی است، کروز کنترل این امکان را نیز در اختیار راننده قرار می دهد تا بی آن که نیازی به فشردن پدال های ترمز و گاز باشد، سرعت خودرو را با هر بار فشردن دکمه کنار فرمان، به میزان یک کیلومتربرساعت، افزایش یا کاهش دهد.
23
لازم به ذکر است، کروز کنترل در خودروهای با دنده اتوماتیک، با فشار دادن پدال ترمز و در خودروهای با دنده دستی، با فشار دادن پدال کلاچ، از مدار خارج می شود. البته پس از خارج شدن کروز کنترل از مدار، مجدداً با فشار دادن دکمه کروز کنترل می توان آن را در مدار قرار داد و سرعت تنظیم شده توسط راننده را از حافظه سیستم، بازیابی کرد. این سیستم بسته به شرکت سازنده خودرو، ممکن است امکان تنظیم سرعت خودرو در بازه سرعت های زیر 40 تا 50 کیلومتربرساعت را محدود سازد؛ زیرا کروز کنترل اساساً ویژه رانندگی در سطح اتوبان ها، بزرگراه ها، و جاده های کم ترافیک است و استفاده از این ابزار در سطح شهر منطقی نیست. هم چنین یادآوری می شود که استفاده از چنین ابزاری در آب و هوای برفی و بارانی، جاده ها و مسیرهای پرپیچ و خم و نیز برای رانندگانی که
همواره مشکل خواب آلودگی در حین رانندگی دارند، توصیه نمی شود.
اجزای سیستم کروز کنترل: سیستم کروز کنترل از سه قسمت اصلی تشکیل شده است:
1- واحد کنترل الکترونیکی (ECU): در واقع قلب سیستم را تشکیل می دهد و با پردازش اطلاعات ورودی، سیگنال های خروجی مناسب را ایجاد می کند.
2- واحد فرمان (Command Module): به راننده این امکان را می دهد که فرمان های لازم جهت تثبیت سرعت، افزایش یا کاهش سرعت و … را به سیستم وارد کند.
3- عملگر (Actuator): به عنوان خروجی اصلی، میزان باز و بسته شدن دریچه گاز را کنترل می کند.
چگونگی کار با سیستم کروز کنترل: شاید دکمه های Set/Accel ،Resume ،On/Off و Decelerate/Coast را روی ابزار کروز کنترل دیده باشید. محل قرارگیری این دکمه ها بسته به کارخانه سازنده خودرو، متفاوت است.
به طور مثال، در برخی خودروهای آمریکایی، دکمه های کروز کنترل بر روی فرمان و در برخی دیگر، بر روی دسته راهنما، دسته برف پاک کن، و یا به شکل دسته جداگانه ای پشت فرمان، زیر دسته راهنما، یا برف پاک کن قرار دارند. اکنون باید دید که هر یک از این دکمه ها چه عملکردی از خود نشان می دهند.
24
دکمه On/Off: از آن جاکه سیستم کروز کنترل در اغلب خودروها به طور همیشگی فعال نیست، از این دکمه برای فعال سازی آن استفاده می شود.
دکمه Set/Accel: پس از فعال سازی این ابزار، ابتدا باید با پدال گاز، سرعت خودرو را به میزان موردنظر افزایش دهید و سپس با فشار دادن دکمه Set، این سرعت را برای خودرو ثابت نگه دارید. از دکمه Accel که مخفف Accelerate و به معنای افزایش سرعت خودرو می باشد، برای افزایش سرعت خودرو به میزان یک کیلومتربرساعت در هر بار فشار دادن، استفاده می شود. پس از افزایش سرعت از این طریق، این سرعت به عنوان سرعت ثابت خودرو در نظر گرفته شده و جایگزین سرعت ثابت قبلی می شود.
دکمه Resume: ز این دکمه زمانی استفاده می کنیم که کروز کنترل را قبلاً از مدار خارج کرده باشیم و حال می خواهیم آن را مجدداً فعال کنیم. اگر به خاطر داشته باشید، کروز کنترل در حین فشار دادن پدال های ترمز (در خودروهای دنده اتوماتیک) یا کلاچ (در خودروهای دنده دستی) از مدار خارج می شود. با استفاده از این دکمه می توان سرعت ثابت قبلی را از حافظه فراخوانی و فعال کرد.
25
دکمه Decelerate/Coast: این دکمه در واقع نقش معکوس دکمه Accel را ایفا می کند. به عبارتی، با فشار دادن این دکمه می توان سرعت خودرو را کاهش داد و آن را ثابت کرد.
دکمه Cancel: برخی شرکت های خودروسازی به منظور خارج کردن موقتی کروز کنترل از مدار، این دکمه را درنظر گرفته اند. اما از آن جاکه با فشار دادن ترمز نیز می توان کروز کنترل را از مدار خارج کرد، در برخی خودروها این دکمه را نمی بینید.
مکانیسم فعال سازی کروز کنترل: کروز کنترل در واقع با تنظیم دریچه گاز خودرو، سرعت خودرو را کنترل می کند. در خودروهای مجهز به سیستم کروز کنترل، به محض این که این سیستم فعال می شود، کنترل دریچه گاز از پدال گاز به این ابزار منتقل می شود و باز و بسته شدن دریچه گاز، تحت کنترل این ابزار در می آید.
مکانیسم فعال سازی ابزار کروز کنترل دو نوع است:
1- فعال سازی از طریق مکانیسم وکیوم (Vacuum): فعال سازی از طریق مکانیسم نوع وکیوم شباهت بسیار زیادی به عملکرد بوستر ترمز دارد و مانند پدال گاز، با سیم به دریچه گاز وصل می شود.
فعال سازی از طریق مکانیسم الکتریکی (Electrical): فعال سازی از طریق مکانیسم الکتریکی نیز شباهت زیادی به سیستم استپر (Stepper) موتور دارد و دریچه گاز خودرو را به طور الکتریکی کنترل می کند.
26
کروز کنترل هوشمند: نسل جدید کروز کنترل با نام کروز کنترل هوشمند (Adaptive Cruise Control) قابلیت تشخیص فاصله با خودروی پیش رو را نیز دارد. این سیستم، مشابه کروز کنترل معمولی، سرعت خودرو را بر اساس سرعت مورد نظر راننده که تنظیم شده است، کنترل می کند. با این تفاوت که این سیستم از آن جاکه مجهز به حسگرهای خاصی می باشد، سرعت خودرو را با توجه به فاصله تا خودروی جلویی تنظیم می کند. ازاین رو، درصورتی که فاصله خودرو تا خودروی جلویی، به دلیل کاهش سرعت خودروی جلویی، از حد مجاز کمتر شود، سرعت خودرو به طور هوشمند از هدایت کروز کنترل خارج می شود و کاهش می یابد. این سیستم در حال حاضر بر روی برخی خودروهای لوکس و گران قیمت نصب شده است.
با توجه به این که کروز کنترل هوشمند در حقیقت چیزی فراتر از یک ثابت نگهدارنده سرعت است، با خیال راحت می توان سرعت خودرو را در حین رانندگی در بزرگراه ها تنظیم کرد و به رانندگی ادامه داد. همان طورکه اشاره شد، در این سیستم، از حسگرهای خاصی استفاده شده است که نسبت به هر نوع مانع یا خودرو جلویی حساس هستند و وجود آن ها را در مسیر تشخیص می دهند. بنابراین همان طورکه گفته شد، این سیستم در چنین شرایطی سرعت خودرو را کاهش می دهد و با عبور از مانع، مجدداً به سرعتی که راننده از قبل تنظیم کرده بود، باز می گردد.
27
28
مراجع:
www.khodrobank.ir
www.persiankhodro.com
www.khodroha.com
www.gerdavari.com
www.pedal.ir