در سالهای اخیر فناوریهای ایمنی خودرو پیشرفت چشمگیری داشتهاند و سیستمهای هوشمند متعددی برای کاهش احتمال وقوع تصادفات در خودروها به کار گرفته شدهاند. از میان این فناوریها، سه سامانهABS سیستم ترمز ضدقفل،TCS سیستم کنترل کشش و ESC سیستم کنترل پایداری الکترونیکی خودرو بیشترین نقش را در حفظ کنترل خودرو و افزایش ایمنی رانندگی ایفا میکنند.
با وجود آنکه این سه سیستم عملکردهای مرتبطی دارند و بسیاری از رانندگان نام آنها را شنیدهاند، اما اغلب تصور میشود که همگی یک وظیفه را انجام میدهند. در حقیقت هر یک از این سامانهها برای شرایط خاصی طراحی شدهاند و اگرچه به یکدیگر وابستهاند، اما اهداف و عملکرد متفاوتی دارند. شناخت تفاوت این فناوریها به رانندگان کمک میکند تا درک بهتری از قابلیتهای خودرو داشته باشند و بدانند هر سیستم در چه شرایطی وارد عمل میشود.
سیستمABS؛ جلوگیری از قفل شدن چرخها هنگام ترمزگیری
ABS یا Anti-lock Braking System نخستین نسل از سامانههای الکترونیکی ایمنی فعال خودرو محسوب میشود. وظیفه اصلی این سیستم جلوگیری از قفل شدن چرخها هنگام ترمزگیری شدید است.
در خودروهایی که فاقد ABS هستند، اگر راننده در شرایط اضطراری با شدت زیاد ترمز بگیرد، ممکن است چرخها قفل شوند. در این حالت اصطکاک مؤثر تایر با سطح جاده کاهش یافته و خودرو بدون امکان هدایت، روی سطح جاده سر میخورد. این وضعیت بهویژه در جادههای خیس، برفی یا یخزده بسیار خطرناک است.
سیستم ABS با استفاده از حسگرهای سرعت چرخها، کاهش ناگهانی سرعت دوران هر چرخ را تشخیص میدهد. در صورت نزدیک شدن چرخ به وضعیت قفل شدن، واحد کنترل الکترونیکی، فشار روغن ترمز را در همان چرخ بهطور لحظهای کاهش و سپس دوباره افزایش میدهد. این فرآیند در هر ثانیه چندین بار تکرار میشود و باعث میشود چرخها همچنان قابلیت چرخش داشته باشند.
به همین دلیل راننده ضمن ترمزگیری شدید، همچنان میتواند فرمان خودرو را کنترل کرده و از برخورد با موانع جلوگیری کند.
سیستم TCS؛ جلوگیری از هرزگردی چرخها
سیستم Traction Control System (TCS) یا کنترل کشش، در شرایطی وارد عمل میشود که چرخهای محرک هنگام شتابگیری، کشش خود را از دست بدهند.
برای مثال زمانی که خودرو روی سطح خیس، برفی، یخی یا شن قرار دارد، ممکن است با فشردن پدال گاز، چرخهای محرک سریعتر از حد معمول بچرخند، اما خودرو حرکت مناسبی نداشته باشد. این پدیده که به آن هرزگردی چرخ گفته میشود، علاوه بر کاهش شتاب، کنترل خودرو را نیز دشوار میکند.
TCS با استفاده از همان حسگرهای سرعت چرخ که در سیستم ABS نیز وجود دارند، اختلاف سرعت چرخها را تشخیص میدهد. سپس با کاهش گشتاور موتور، کاهش سوخت یا اعمال ترمز روی چرخ درگیر، از ادامه هرزگردی جلوگیری میکند.
در نتیجه خودرو با چسبندگی بیشتری حرکت کرده و احتمال لغزش هنگام شروع حرکت یا شتابگیری کاهش مییابد.
سیستم ESC؛ حفظ تعادل خودرو در شرایط بحرانی
سیستم کنترل پایداری الکترونیکی خودرو Electronic Stability Control (ESC) پیشرفتهترین سامانه در میان این سه فناوری است. این سیستم نه تنها از اطلاعات ABS و TCS استفاده میکند، بلکه به حسگرهای پیشرفتهتری مانند حسگر زاویه فرمان، حسگر شتاب جانبی و حسگر نرخ گردش خودرو نیز مجهز است.
ESC دائماً مسیر واقعی حرکت خودرو را با مسیری که راننده از طریق فرمان تعیین کرده مقایسه میکند. اگر خودرو به دلیل سرعت زیاد، لغزندگی جاده یا مانور ناگهانی از مسیر مورد نظر منحرف شود، سیستم به سرعت وضعیت را تشخیص میدهد.
در چنین شرایطی ESC به صورت هوشمند روی یک یا چند چرخ بهطور مستقل ترمز اعمال میکند و در صورت نیاز توان موتور را نیز کاهش میدهد تا خودرو دوباره به مسیر صحیح بازگردد.
به همین دلیل این سیستم نقش بسیار مهمی در جلوگیری از کمفرمانی، بیشفرمانی، خروج از مسیر و حتی واژگونی خودرو دارد.
مقایسه عملکرد سه سیستم
تفاوت اصلی این سه فناوری را میتوان از نظر شرایط عملکرد و هدف آنها بررسی کرد:
چرا ESC مهمتر از دو سیستم دیگر است؟
ABS و TCS هر یک تنها بخشی از شرایط رانندگی را مدیریت میکنند، اما ESC دید جامعتری نسبت به وضعیت خودرو دارد. این سیستم نه تنها از لغزش جلوگیری میکند، بلکه جهت حرکت خودرو، وضعیت فرمان، سرعت، شتاب جانبی و نرخ چرخش خودرو را نیز به طور همزمان تحلیل میکند.
به همین دلیل بسیاری از کارشناسان ایمنی، ESC را مهمترین فناوری ایمنی فعال پس از کمربند ایمنی میدانند. تحقیقات انجامشده توسط سازمانهای ایمنی حملونقل نشان داده است که استفاده از ESC میتواند به طور قابل توجهی احتمال تصادفات ناشی از خروج از مسیر و واژگونی خودرو را کاهش دهد.
جمعبندی
سیستمهای ABS، TCS و ESC هر سه از مهمترین فناوریهای ایمنی فعال خودرو محسوب میشوند، اما هر یک وظیفه مشخصی بر عهده دارند. ABS از قفل شدن چرخها در هنگام ترمزگیری جلوگیری میکند، TCS مانع هرزگردی چرخها هنگام شتابگیری میشود و ESC با بهرهگیری از قابلیتهای هر دو سیستم و تحلیل وضعیت دینامیکی خودرو، تعادل و پایداری خودرو را در شرایط بحرانی حفظ میکند.
آشنایی با تفاوت این سامانهها به رانندگان کمک میکند تا عملکرد واقعی خودرو را بهتر درک کنند و بدانند که هیچیک از این فناوریها جایگزین رانندگی ایمن نیستند، بلکه به عنوان سامانههای کمکی، احتمال وقوع حوادث را کاهش داده و ایمنی سرنشینان را افزایش میدهند.
نویسنده: زهرا شیربند – کارشناس امور بینالملل ISQI
منابع:
- National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA). Electronic Stability Control (ESC).
- Bosch. Automotive Handbook, 10th Edition.
- Society of Automotive Engineers (SAE). Vehicle Dynamics and Control.
- Rajamani, R. Vehicle Dynamics and Control. Springer.
- Gillespie, T. D. Fundamentals of Vehicle Dynamics. SAE International.
- ISO 26262 – Road Vehicles – Functional Safety.
- European New Car Assessment Programme (Euro NCAP). Vehicle Safety Technologies.
