۱- سیستم کنترل کشش (Traction Control System)
سیستم کنترل کشش یا Traction Control System که به صورت اختصار TCS نامیده میشود، در خودروهایی وجود دارد که حداقل دارای سیستم ترمز ضد قفل یا همان ABS باشند. اگر هنگام حرکت خودرو، چرخ یا چرخهای محرک خودرو به هر دلیلی دچار هرزگردی (بکسوات) شوند، امکان هدایت خودرو کاهش یافته و در سطوح بسیار لغزنده و شیبدار حرکت ناممکن میشود. اگر هرزگردی چرخ (ها) در سرعتهای زیاد، پیچهای تند و یا لغزنده بودن مسیر رخ دهد، معمولاً تعادل خودرو به صورت کامل از دست راننده (غیرحرفهای) خارج میشود. بنابراین سیستم TCS به منظور ارتقا کیفیت حرکتی خودرو (دینامیک خودرو) در شرایطی که مسیر حرکت لغزنده باشد، طراحی شده است.
نحوه عملکرد سیستم
اگر هنگام ترمزگیری با یک خودروی مجهز به سیستم ترمز ضد قفل (ABS)، هر یک از چرخها قفل شوند، مقداری از فشار هیدرولیکی سیستم ترمز آن چرخ کاسته خواهد شد تا چرخ به دوران خود ادامه دهد. با دوران مجدد چرخ، فشار هیدرویکی سیستم ترمز زیاد شده تا مجدداً عمل ترمزگیری ادامه یابد. فرآیند گفته شده در کسری از ثانیه و با سرعت عمل بسیار زیاد صورت میگیرد و نهایتاً فرمانپذیری خودرو هنگام ترمزگیریهای شدید میسر میشود. سیستم TCS دقیقاً برعکس سیستم ABSو با جزئیات زیر عمل میکند:
واحد کنترل الکترونیکی خودرو (ECU) توسط سنسور سرعتسنج چرخها (Wheel Speed Sensor)، سنسور وضعیت دریچه گاز (Throttle Position Sensor) و سنسور دور موتور (Engine Speed Sensor)، مقدار دوران چرخها، مقدار باز بودن دریچه گاز و مقدار دور موتور را کنترل میکند و از طریق عملگرهای: دریچه گاز، مدولاتور ترمز ABSو کالیپر ترمز اقدام به کنترل هرزگردی چرخها میکند. درصورتیکه هر یک از چرخهای محرک خودرو دچار هرزگردی شوند، طبیعتاً مقدار دوران آن چرخ بیشتر از سایر چرخها خواهد شد که ECU این اختلاف دور را توسط سنسور دور آن چرخ حس میکند و برای کاهش هرزگردی چرخ مربوطه، فشار مدار هیدرولیکی ترمز همان چرخ را توسط مدولاتور افزایش میدهد. درصورتیکه دور موتور و همچنین مقدار باز بودن دریچه گاز نیز بالا باشد، ECU باز بودن دریچه گاز را به حداقل ممکن میرساند، تا دور موتور کم شده و در نتیجه مقدار گشتاور انتقال یافته به چرخ مربوطه کاهش یابد. با یکسان شدن مقدار دوران چرخ مورد نظر با سایر چرخها، اینبار ECU اقدام به کاهش فشار مدار هیدرولیکی ترمز میکند تا چرخ مربوطه بتواند به دوران خود ادامه دهد. اگر چرخ مورد نظر دوباره دچار هرزگردی شد، ECU مجدداً فشار مدار هیدرولیکی ترمز چرخ مربوطه را افزایش میدهد تا کماکان از هرزگردی آن جلوگیری نماید. فرآیند فوق، مکرراً و در کسری از ثانیه انجام میشود و تا زمانیکه هرزگردی در هر یک از چرخهای محرک خودرو وجود داشته باشد، این فرآیندها ادامه خواهد یافت. درنهایت مجموعه این اقدامات منجر به جلوگیری از هرزگردی چرخ میشود.
معمولاً TCSدر سه وضعیت وارد عمل میشود:
- درصورتیکه خودرو در ابتدای حرکت در سطح لغزنده قرار گیرد (مانند مسیر برفی یا یخی) و چرخهای محرک شروع به هرزگردی کنند، سیستم کنترل کشش وارد عمل شده و از دوران بیش از حد چرخها جلوگیری مینماید و نهایتاً امکان و کیفیت شروع به حرکت خودرو بسیار بیشتر از قبل خواهد شد.
- درصورتیکه گشتاور موتور بسیار زیاد باشد (مانند خودروهای اسپرت و یا خودروهایی که در مسابقات شتاب (Drag) شرکت میکنند)، در هنگام شروع به حرکت، ناخودآگاه در چرخها هرزگردی رخ میدهد. بنابراین وجود این سیستم به شتابگیری بیشتر این خودروها کمک شایانی میکند. ولی استفاده از سیستم TCS در خودروهایی که در مسابقات دریفت (Drift) شرکت میکنند، کارایی نداشته و عملاً نتیجه معکوس میدهد. از این رو معمولاً در خودروهای پرقدرت و اسپرت، میتوان به صورت اختیاری TCS را فعال یا غیر فعال نمود.
- در حالتی که خودرو در حال حرکت است (چه در مسیر مستقیم و یا غیر مستقیم)، اگر بر اثر اعمال گشتاور زیاد به چرخهای محرک و یا لغزندگی جاده، یکی از چرخها دچار هرزگردی شود، سیستم وارد عمل شده و از هرزگردی آن چرخ جلوگیری میکند.
با نظر به اینکه کنترل هرزگردی چرخ موجب افزایش کنترل خودرو میشود، از این رو این سیستم را به عنوان یکی از سیستمهای ایمنی خودرو تلقی میکنند. چرا که به راننده امکان میدهد تا پیچهای جاده را باکمترین لغزش ممکن طی کند. بنابراین راننده میتواند با اطمینان و حتی سرعت بیشتری مسیر را طی کند (توجه داشته باشید که این سیستمها تا اندازهای میتواند به راننده کمک کنند که قوانین فیزیک نقض نشوند).
به طور خلاصه میتوان گفت که این سیستم از هرزگردی چرخهای محرک خودرو جلوگیری مینماید و نتیجه عملکرد آن، افزایش پایداری خودرو در سطوح لغزنده است. خودروهایی که دارای سیستم کنترل پایداری الکترونیکی خودرو (ESP) هستند، سیستم TCS نیز در آنها وجود دارد، چرا که TCS بخشی از سیستم جامع ESPمیباشد.
۲-سیستم الکترونیکی کنترل پایداری (Electronic Stability Control)
سیستم کنترل پایداری الکترونیکی خودرو (Electronic Stability Control) که به اختصار ESC نامیده میشود، جهت افزایش پایداری خودرو در مسیرهای مختلف (مستقیم و غیرمستقیم) و یا لغزنده طراحی شده است. این سیستم به عنوان یکی از مهمترین سیستمهای ایمنی (فعال) خودرو محسوب میشود تا راننده بتواند با سرعت و اطمینان بیشتر مسیرهای مختلف را طی کند. با توضیحات ارائه شده، این سیستم را نباید با سیستم TCS اشتباه گرفت. چرا که سیستم TCSفقط هنگام لغزش و هرزگردی یک یا چند چرخ محرک رخ میدهد، ولی سیستم ESC با دریافت اطلاعات بیشتری که از سنسورهای مختلف دریافت میکند، علاوه بر کنترل لغزش طولی خودرو، تفاوت بین جهت فرمان (جهت چرخش چرخ) و جهت حرکت خودرو را نیز تشخیص میدهد و تا حد ممکن آن را اصلاح میکند. یعنی این سیستم هم کنترل لغزش چرخهای غیرمحرک و هم لغزش جانبی خودرو را برعهده دارد. بنابراین سیستم ESC عملکرد جامعتری نسبت به سیستم TCS و سیستم ضد قفل ABS دارد. با توضیحات ارائه شده، میتوان به اختصار گفت: سیستم TCS از لغزش طولی چرخها (خودرو) به هنگام حرکت و سیستم ABS از لغزش طولی خودرو هنگام ترمز گرفتن جلوگیری میکند. ولی سیستم ESCهم از لغزشهای طولی و هم از لغزشهای عرضی خودرو جلوگیری میکند. سیستم ESC با نامهای دیگری مانند برنامه الکترونیکی پایداری خودرو یا (ESP)، سیستم کنترل دینامیکی وسیله نقلیه (VDC)، سیستم کنترل پایداری دینامیکی (DSC)و غیره هم نامیده میشود که همه آنها تقریباً با یک اصول یکسان عمل میکنند.
اجزای سیستم ESC:
قسمتهای اصلی و مؤثر سیستم ESC شامل: واحد کنترل الکترونیکی (ECU)، سنسور دور چرخها (Wheel Speed Sensor)، سنسور دور موتور (Engine speed Sensor)، سنسور وضعیت دریچه گاز(Throttle Position Sensor)، سنسور وضعیت چرخش خودرو حول محور عمودی (Yaw Sensor)، سنسور زاویه فرمان (Steering Angle Sensor)، مدولاتور ترمز ABSو کالیپر ترمز میباشد.
نحوه عملکرد سیستم
از آنجاییکه وظیفه سیستم ESC جلوگیری و کنترل خودرو از هرگونه انحراف، در هر حالت و شرایطی میباشد، بنابراین معمولاً در شرایط زیر شروع به فعالیت و دخالت در کنترل خودرو مینماید:
- هرزگردی چرخهای محرک در ابتدا یا حین حرکت،
- هرزگردی چرخهای متحرک در حین حرکت،
- کم فرمانی (Understeer). کم فرمانی حالتی است که قسمت جلو خودرو (چرخهای جلو) تمایل به پیچیدن در امتداد پیچ را ندارد و درصورت ادامه مسیر خودرو در این وضعیت، خودرو از دایره پیچ (مسیر حرکت) خارج خواهد شد.
- بیش فرمانی خودرو (Oversteer). بیش فرمانی حالتی است که قسمت عقب خودرو (چرخهای عقب) تمایل دارد از امتداد پیچ خارج شود و درصورت ادامه مسیر خودرو در این حالت، خودرو یا به دور خود خواهد چرخید و یا خودرو از قسمت عقب، از پیچ جاده بیرون خواهد رفت.
کنترل خودرو در هر دو وضعیت آخر برای راننده غیرحرفهای و آموزش ندیده بسیار سخت و در خیلی از موارد حتی غیرممکن است.
هرزگردی چرخهای محرک در ابتدای حرکت: این سیستم به کمک سنسور سرعت چرخها، سنسور دور موتور و سنسور دریچه گاز، متوجه لغزش یا هرزگردی چرخ محرک شده و ECU به کمک مدولاتور ترمز اقدام به افزایش و کاهش سریع فشار ترمز همان چرخ مینماید تا از هرزگردی چرخ یا چرخهای مربوطه جلوگیری کند. درصورت زیاد بودن دور موتور و باز بودن زیاد دریچه گاز، ECU علاوه بر اعمال فشار نیروی ترمز همان چرخ، اقدام به کاهش دور موتور نیز مینماید. بنابراین چرخ یا چرخهای خودرو از حالت هرزگردی خارج شده و راننده کنترل بیشتری بر خودرو خواهد داشت.
هرزگردی چرخهای محرک یا متحرک در حین حرکت: اگر هرزگردی در چرخ یا چرخهای متحرک در حین حرکت خودرو رخ دهد، ECU همانند حالت قبل عمل مینماید. با این تفاوت که اطلاعات سنسور زاویه فرمان و سنسور وضعیت چرخش خودرو حول محور عمودی نیز به ECU منتقل شده و ECU با توجه به زاویه فرمان و وضعیت قرارگیری خودرو در مسیر جاده، اقدام به ترمزگیری یک یا چند چرخ - به صورت کاملا مجزا - مینماید.
کم فرمانی و بیش فرمانی: در این حالات اگر انحراف یا لغزش جانبی در مسیر حرکت رخ دهد، ECU اطلاعات سنسور زاویه فرمان و سنسور وضعیت چرخش خودرو حول محور عمودی را پردازش کرده و متناسب با وضعیت هر چرخ اقدام به اعمال فشار ترمز به هر چرخ مینماید. مثلاً اگر برای خودرو حالت کم فرمانی در گردش به چپ رخ دهد، ترمز چرخ جلو چپ متناسب با سرعت دوران چرخ، میزان لغزش آن چرخ و همچنین مقدار انحراف خودرو، فعال خواهد شد و در صورت شدید بودن مقدار انحراف، ترمز چرخ عقب چپ نیز براساس پارامترهای گفته شده فعال میگردد. یا اگر بیش فرمانی در خودرو در پیچ چپگرد رخ دهد، ترمز چرخ عقب راست متناسب با سرعت دوران چرخ، میزان لغزش آن چرخ و همچنین مقدار انحراف خودرو، فعال خواهد شد و در صورت شدید بودن مقدار انحراف، ترمز چرخ جلو راست نیز براساس پارامترهای گفته شده فعال میگردد.
به دلیل جامع بودن عملکرد سیستم ESC، وضعیت هر یک از چرخها از نظر لغزش، هرزگردی و غیره، به صورت جداگانه کنترل شده و هر یک از چرخها نیز به صورت مجزا زیر نظر ECU عمل میکنند. چرا که ممکن است خودرو بر اثر لغزنده بودن بخشی از مسیر، لغزنده بودن کل مسیر، زیاد بودن سرعت خودرو و یا حتی طبیعت رفتار خودرو (به دلیل طراحی آن) دچار این حالت شود. (برخی از پارامترهای طراحی که موجب کمفرمانی یا بیشفرمانی ذاتی خودرو میشوند عبارتند از: نسبت فاصله چرخهای عقب و جلو از یکدیگر به طول خودرو (Wheelbase Ratio)، فاصله مرکز چرخهای جلو تا جلوی خودرو (Front Overhang)، فاصله مرکز چرخهای عقب تا عقب خودرو (Rear Overhang)، فواصل چرخهای جلو یا عقب از یکدیگر (Front/Rear Track)، نسبت Wheelbase با Front/Rear Track، دیفرانسیل عقب یا دیفرانسیل جلو بودن خودرو و یا دو دیفرانسیل بودن خودرو، مقدار گشتاور موتور، محل مرکز ثقل خودرو و ....، که همگی در رفتار خودرو در حالات بیش فرمانی و کم فرمانی مؤثر هستند). با توجه به عوامل گفته شده، طبیعی است که عملکرد این سیستم باید در شرایط مختلف (با اصول ثابت ولی متفاوت درجزئیات) فرق داشته باشد.
با توجه به نوع کاربری خودرو، میتوان در برخی از خودروها این سیستم را فعال و غیرفعال نمود.
در پایان باید اضافه نمود که این سیستم علیرغم توانایی زیادی که در کنترل خودرو در حال حرکت دارد، تا زمانی میتواند به راننده کمک کنند که قوانین فیزیک نقض نشوند.
۳- سیستم هشدار خروج خودرو از مسیر (Lane Departure Warning System)
همواره بخشی از تصادفاتی که در سراسر جهان رخ میدهد بر اثر خواب آلودگی رانندگان در حین رانندگی است. معمولاً این تصادفات در مسیرهای نسبتاً هموار و مستقیم و بیشتر در خودروهای تجاری که راننده همواره در حال رانندگی است، رخ میدهد. از این رو شرکتهای خودروسازی به منظور جلوگیری از بروز این حوادث اقدام به طراحی سیستمی با نام سیستم هشدار خروج خودرو از مسیر (جاده) یا LDWS نمودهاند. درصورت خروج خودرو از جاده به دلیل خواب آلودگی یا بیاحتیاطی راننده، این سیستم اقدام به هشدار تصویری، صوتی و حتی فیزیکی مینماید تا از بروز تصادف تا حد ممکن جلوگیری کند. این سیستم اسامی و نمونههای گوناگون با عملکردهای متفاوتی مانند: سیستم کنترل خطوط جاده (Lane Assist یا Lane Keeping Assist یا Lane Keeping System)، سیستم فعال کنترل خطوط جاده (Active Lane Keeping Assist) دارد. سیستم LDWS به عنوان یک سیستم ایمنی فعال عمل میکند. زیرا به صورت مستمر در حال فعالیت است.
اجزای سیستم LDWS:
قسمتهای اصلی این سیستم شامل: فرستندهها و گیرندههای امواج نور مادون قرمز جهت تفکیک خطوط جاده نسبت به سایر عناصر موجود در مسیر، ویبراتورهای صندلی و فرمان، دسته راهنما و واحد کنترل الکترونیکی میباشد. در نمونههای پیشرفته و جدیدتر، دوربین اسکن جاده (معمولاً پشت آیینه وسط نصب میشود)، دوربین پشت خودرو که مکمل دوربین جلو میباشد، پردازشگر تصویر و رادار مرکزی نیز جهت عملکرد بهتر وجود دارد.
نحوه عملکرد سیستم
درصورتیکه خودرو به خطوط کنار یا وسط جاده بسیار نزدیک شود (در برخی از خودروها با عبور قسمتی از چرخ از خطوط)، در ابتدا یک هشدار تصویری روی صفحه کیلومتر (در برخی از خودروها، هشدار تصویری به صورت نمایش در شیشه جلو (Head Up Display) پدیدار شده و این موضوع به همراه هشدار صوتی، انحراف خودرو به راننده اطلاع رسانی میگردد.
درصورتیکه انحراف خودرو کماکان ادامه یابد، غربیلک فرمان نیز دچار لرزش (ویبره) میشود تا راننده مجبور به اصلاح مسیر شود (در برخی از نمونههای تکمیلتر، صندلی راننده نیز به همراه غربیلک فرمان دچار لرزش میشود تا راننده را از خواب احتمالی بیدار کند). در نمونههای پیشرفتهتر، اگر راننده کماکان هیچ اقدامی درخصوص اصلاح مسیر نکند، سیستم به صورت اتوماتیک وارد عمل شده و کنترل خودرو را به دست میگیرد و خودرو را در اولین زمان و مکان ممکن متوقف میکند. زیرا ممکن است انحراف خودرو بر اثر مشکلات پزشکی مانند: تشنج، سکته قلبی و ... برای راننده رخ داده باشد.
درصورت فعال بودن این سیستم و نیاز به خارج شده خودرو از خطوط کناری (مانند تعویض مسیر)، راننده باید ابتدا راهنما بزند سپس اقدام به تغییر مسیر نماید تا از هشدارهای تصویری، صوتی و فیزیکی جلوگیری به عمل آید.
برخی از خودروسازان این سیستم را به همراه سیستمهای کمکی و مکمل دیگری مانند: سیستم تشخیص ترافیک در بخش عقبی خودرو (Rear Traffic Warning System)، سیستم تشخیص نقطه کور (Blind spot Warning System) و یا سیستم کنترل سرعت تطبیق پذیر (Adaptive Cruise Control System) عرضه میکنند.
در نظر داشته باشید که دوربین یا سنسور دنبال کننده خطوط جاده در این سیستم، توانایی تشخیص و عملکرد خطوط ممتد و خطوط مقطع را نیز دارند. این سیستم توسط راننده قابل فعال و غیر فعال شدن میباشد.
در نمونههای بسیار جدید این سیستم، خودرو میتواند با سایر خودروهای دارای این فناوری، ارتباط برقرار نموده و درصورت انحراف، این اتفاق به خودروهای اطراف و حتی خودروهایی که از روبرو می آیند، اطلاع دهد.
سیستم LDWS ممکن است در شرایط زیر به درستی عمل نکند:
- در صورتیکه مسیر (جاده) از برف یا تگرگ و یا باران سنگین پوشیده شده باشد.
- در صورتیکه به دلیل تعمیرات یا رنگ آمیزی مجدد جاده، بیش از یک خط در جاده (در کنار هم) وجود داشته باشد.
- در صورتی که خطوط جاده به دلیل شدید بودن نور آفتاب به درستی قابل مشاهده نباشد.
- اگر خودروی بزرگی (مانند کامیون) به فاصله کم در جلوی خودرو در حال حرکت باشد و خطوط جاده مشخص نباشد.
- درصورتیکه سرعت خودرو کمتر از 80 یا 60 کیلومتر بر ساعت باشد.
۴-سیستم هشدار نقاط کور خودرو (Blind Spot Detection System)
یک خودرو هر چقدر هم که خوب طراحی شده باشد به واسطه وجود ستونهای عقب و نیز محل قرارگیری آینههای جانبی، همواره بخشی از محیط عقب و کناری خودرو فاقد دید کافی خواهد بود. چرا که وسعت دید و زاویه تحت پوشش آینههای کناری و میانی کم است و اگر به منظور وسعت دید آینهها، آنها را بسیار محدب ساخت، تصاویر نشان داده شده در آنها، از نظر فاصله اشیا تا خودرو بسیار غیرواقعی و تصاویر نشان داده شده نامطلوب خواهد شد. از این رو سیستمی عرضه شده است که بتواند دید نسبتاً کاملی به راننده داده و نقاط کور را پوشش دهد. این سیستم با نام سیستم تشخیص نقطه کور (Blind Spot Detection System) ارائه شده است و به راننده اطمینان دمیهد که اطراف خودرو عاری از هر گونه شی یا وسیلهای میباشد. اطلاع از وجود ترافیک در نقاط کور هنگام تغییر مسیر بسیار حیاتی است، بنابراین این سیستم به راننده کمک میکند تا با خطای کمتری رانندگی کرده و با اطمینان بیشتر به تغییر مسیر بپردازد و نهایتاً تعداد تصادفات ناشی از این امر کاهش یابد. توجه نمایید که وجود این سیستم در خودروهای تجاری و بزرگ بسیار مفید و مؤثرتر است.
این سیستم با نامهای مختلفی از جمله سیستم اطلاع از نقاط کور (Blind Spot Information System)، سیستم هشدار نقاط کور (Blind Spot Warning System) و غیره عرضه شده است که عملکرد همه آنها تقریباً یکسان است.
اجزای سیستم BSD:
قسمتهای اصلی که در عملکرد این سیستم نقش دارند، سنسورهای اولتراسونیک، دوربین اسکن اطراف خودرو، واحد کنترل الکترونیکی، دسته راهنما، نشانگر هشداردهنده روی آینه جانبی و ویبراتور فرمان میباشند. در انواع ابتدایی این سیستم، از سنسورهای التراسونیک استفاده شده بود. ولی در انواع جدید از دوربین (ها) در قسمت عقب خودرو استفاده شده است.
نحوه عملکرد سیستم
معمولاً هنگامیکه سرعت خودرو بیش از 10 کیلومتر بر ساعت شود، سیستم فعال شده و در مساحتی در حدود 28 متر مربع از اطراف و عقب خودرو را اسکن نموده و وجود هر جسم متحرکی را تشخیص میدهد. این سیستم در دو حالت اقدام به هشدار می نماید:
- با وارد شدن جسم متحرک به محدوده تعریف شده، ابتدا چراغ هشداردهنده (معمولاً زرد رنگ و مستقر در آینه جانبی) روشن میشود. با کمتر شدن فاصله خودرو با جسم متحرک، یک هشدار صوتی نیز اضافه میشود (در خودروهای پیشرفتهتر، در این حالت علاوه بر هشدار صوتی، غربیلک فرمان نیز لرزش (ویبره) خواهد داشت).
- هنگامیکه راننده خودرو قصد تغییر مسیر داشته و اقدام به راهنما زدن نماید، درصورت وجود هر جسم متحرکی در محدوده تعریف شده و در همان سمتی که خودرو قصد تغییر مسیر دارد، همانند وضعیت قبلی، ابتدا چراغ هشداردهنده روشن میشود. با کمتر شدن فاصله خودرو با جسم متحرک، هشدار صوتی نیز اضافه شده و غربیلک فرمان نیز لرزش (ویبره) خواهد داشت. در نظر داشته باشید که در این حالت و در صورت عدم استفاده از راهنما، سیستم قادر به تشخیص قصد راننده جهت تغییر مسیر نیست و عملاً هیچ گونه هشداری - قبل از تغییر مسیر خودرو و بلافاصله پس از راهنما زدن - وجود نخواهد داشت.
این سیستم در شرایط خاصی مانند هوای بسیار مه آلود، هوای به شدت برفی یا کولاک، ممکن است به خوبی عمل نکند. بدیهی است این وضعیت، (غیرفعال شدن موقتی سیستم) با یک هشدار تصویری در صفحه کیلومتر به راننده اطلاع داده خواهد شد.
توجه نمایید که این سیستم درخصوص اجسام ثابت مانند خودروهای پارک شده در حاشیه مسیر، گاردریل یا تابلوهای راهنمایی هشدار نخواهد داد. این سیستم را میتوان توسط راننده فعال یا غیرفعال نمود. قابل ذکر است که سیستم هشدار نقاط کور خودرو (BSD) مکمل خوبی جهت سیستم هشدار خروج خودرو از مسیر (LDWS) میباشد.
۵- سیستم پیشگیری از تصادف (Prevent Collision System)
یکی از مهمترین عوامل بروز تصادفات، عدم توقف به موقع یا کاهش سرعت خودرو در زمان لازم میباشد. طبیعتاً این اتفاق به عوامل: راننده، خودرو و شرایط محیطی بستگی دارد و اگر نقصی در عملکرد هر یک از سه عامل وجود داشته باشد، حادثه رخ میدهد. این نقایص میتواند: کمبود دید کافی راننده، سرعت زیاد خودرو، بیدقتی در رانندگی، شرایط ترافیکی خاص مانند عبور ناگهانی عابر از عرض مسیر حرکت خودرو و غیره باشند. بنابراین عمل ترمزگیری به درستی و در زمان مناسب صورت نمیگیرد و حادثه رخ خواهد میدهد.
از این رو به منظور کاهش آمار تصادفات ناشی از شرایط فوق، سیستمی به نام سیستم پیشگیری از تصادف (PCS) عرضه شده است. این سیستم به صورت مداوم وضعیت مسیر حرکت خودرو را از نظر موانع، خودروهای درحال عبور و ... بررسی و پردازش میکند تا با اقدامات لازم، مقدار تصادف را به حداقل ممکن برساند.
اجزای سیستم PCS:
قطعات و قسمتهای اصلی این سیستم شامل: گیرنده و فرستنده امواج مادون قرمز، فرستنده (های) رادیویی، دوربین (های) اسکن محیط، رادار، کمربند ایمنی، صندلیهای جلو، واحد کنترل الکترونیکی، سنسور شتاب سنج، سنسور زاویه فرمان، سنسور سرعت خودرو، سنسور وضعیت دریچه گاز، غربیلک فرمان و سیستم ترمز میباشند (این قسمتها و قطعات با توجه به نوع سیستم ارائه شده درخودرو، متفاوت هستند).
نحوه عملکرد سیستم
سیستم PCS به عنوان یک سیستم ایمنی فعال خودرو محسوب میشود. چون بر اساس اطلاعاتی که به صورت مستمر از سنسورها، رادار و دوربین اسکن محیط دریافت میکند، همواره در حال کنترل خودرو و محیط است و میتواند در کسری از ثانیه عمل نماید.
سیستم پیشگیری از تصادف، توسط فرستنده (های) رادیویی اقدام به ارسال امواج به فضای اطراف نموده و درصورت وجود اجسام در پیرامون خودرو، این امواج بازتاب یافته و توسط گیرندههای رادار (که معمولاً نزدیک به جلوی خودرو نصب میشوند)، دریافت شده و به پردازنده منتقل میگردد. پردازشگر براساس مدت زمان ارسال و بازگشت امواج، فواصل را محاسبه نموده و درصورتیکه جسم مربوطه در منطقه تعریف شده خودرو قرار داشته باشد، اقدام به ارسال پیغام تصویری در صفحه کیلومتر مینماید. اگر فاصله کمتر از حد تعریف شده باشد (یا در حال کم شدن باشد)، سیستم اقدام به ارسال صوتی (و در برخی خودروها همراه با ویبره فرمان) مینماید. در ادامه اگر این فاصله به منطقه خطرناک برسد (منطقه خطرناک براساس سرعت خودرو، شتاب خودرو و سرعت جسم متحرکی که پیرامون خودرو است، درکسری از ثانیه محاسبه و تعیین میگردد)، و هیچ واکنشی از طرف راننده صورت نگیرد، سیستم با ترمزگیری خودکار، از بروز حادثه تا حد ممکن پیشگیری میکند. حتی اگر برخورد خودرو با جسم مربوطه حتمی باشد، با این اقدام از شدت برخورد کاسته خواهد شد (برخی از انواع این سیستم میتواند در شرایط بسیار حساس مانند ترمزگیری شدید، فرمان خودرو را به منظور جلوگیری از انحراف خودرو از مسیر، کنترل نموده و به راننده کمک نماید).
اغلب سیستمهای پیشگیری از تصادف قدیمیتر، دارای رادار نیستند و عملکرد آنها بر مبنای ارسال و دریافت نور مادون قرمز صورت میگیرد. همچنین در جامعترین نوع این سیستم، علاوه بر وجود رادار، از دوربین (های) اسکن محیط نیز جهت افزایش کارایی سیستم استفاده شده است که حتی میتوانند در تاریکی شب نیز به خوبی عمل کند.
همچنین در برخی از انواع سیستم ارائه شده، این سیستم پیش از برخورد خودرو به مانع، اقدام به سفت کردن کمربند ایمنی، بستن سانروف و حتی برگرداندن صندلیهای خودرو به حالت اولیه مینمایند.
ممکن است این سیستم در زمان کولاک و برف شدید دقت عملکرد مشابه شرایط عادی را نداشته و حتی ممکن است غیرفعال شود (غیرفعال شدن سیستم در این حالت به اطلاع راننده میرسد). از آن جاییکه غالب تصادفات قابل پیش‌بینی نیستند، بنابراین این سیستم هم نمیتواند به صورت صدرصد از بروز تصادف جلوگیری کند.
این سیستم با عناوین دیگری مانند: سیستم اجتناب از برخورد (Collision Avoidance system)، سیستم پیش از برخورد (Pre-Collision)، سیستم کمکی پیشگیری از تصادف (Collision Prevention Assist Plus) یا سیستم پیش ایمنی (Pre-Safe) عرضه شده است.
۶- سیستم کنترل خودرو در سربالایی (Hill Assist Control)
یکی دیگر از امکانات رفاهی – ایمنی خودرو که اغلب در خودروهای لوکس، نیمه لوکس و شاسی بلند ارائه میشود، سیستم کنترل خودرو در سربالایی (HAC) میباشد. در خودروی فاقد این سیستم، هنگام راه افتادن خودرو در سربالاییها، با رها کردن ترمز، خودرو کمی به عقب رفته و سپس با توجه به مدت زمان درگیر شدن کلاچ و همچنین مقدار نیروی منتقل شده به چرخها، خودرو می تواند به سمت جلو (و بالا) حرکت کند. ولی در خودروی مجهز به سیستم HAC، از پس زدن خودرو هنگام راه افتادن جلوگیری به عمل میآید. وجود این سیستم در خودروهای گیربکس دستی و برخی خودروهای مجهز به کلاچ دوبل (DCT) بسیار مفید و کارآمد است. این سیستم به کمک سیستم کنترل هرزگردی (TCS)، امکان راه افتادن و حرکت کردن خودرو در سربالاییهای لغزنده را به خوبی فراهم میکند. مزیتهای دیگر وجود این سیستم، کاهش استهلاک قطعات سیستم انتقال قدرت (کلاچ، لاستیک و ...)، افزایش ایمنی خودرو و سهولت در شروع رانندگی در مسیرهای با شیب زیاد میباشد.
اجزای سیستم HAC:
قطعات و قسمتهای اصلی این سیستم شامل: سنسور شیب خودرو، سنسور دور موتور، سنسور وضعیت دریچه گاز، سنسور وضعیت دنده، کلید وضعیت ترمز دستی، واحد کنترل الکترونیکی و سیستم ترمز میباشند.
نحوه عملکرد سیستم
درخودروی مجهز به این سیستم وقتی که راننده قصد دارد تا با خودروی متوقف شده در سربالایی شروع به حرکت نماید، اقدام به تغییر وضعیت دنده از P به D مینماید و ترمز دستی را غیر فعال میکند. از آنجاییکه واحد کنترل الکترونیکی توسط سنسور شیب خودرو متوجه وضعیت خودرو میشود، به منظور جلوگیری از پس زدن خودرو، اقدام به افزایش فشار هیدرولیکی ترمزها میکند و تا زمانیکه دور موتور به حد مطلوب نرسد، خودرو در جای خود ثابت میماند، زیرا ممکن است با کمبود دور موتور، توان کافی جهت راه افتادن خودرو در شیب مربوطه تولید نشود. در برخی از نمونه های ارائه شده، متوقف نگه داشتن خودرو در سربالایی جهت شروع حرکت، فقط به مدت ۲ تا ۳ ثانیه طول میکشد و پس از گذشت این زمان، عملکرد آن غیرفعال میشود. در ادامه به منظور راه افتادن خودرو، راننده اقدام به افزایش دور موتور میکند. با رسیدن دور موتور به مقدار تعریف شده، فشار هیدرولیکی سیستم ترمز به تدریج کاسته شده و خودرو بدون آنکه به عقب برود، میتواند به آرامی به شروع به حرکت رو به جلو (و بالا) نماید. حتی در برخی از اتومبیلهای مجهز به سیستم Auto Start/Stop، درصورت توقف خودرو بیش از مقدار تعریف شده، این سیستم اقدام به خاموش کردن خودکار موتور مینماید و با فشرده شدن پدال گاز، موتور خودرو بلافاصه روشن شده و خودرو شروع به حرکت مینماید.
در برخی دیگر از خودروها، با توقف خودرو در سربالایی، سیستم HAC ترمز را قفل نموده و نیاز به نگه داشتن پدال ترمز و حتی استفاده از ترمز دستی نیست (توجه نمایید که معمولاً این حالت برای زمانی است خودرو هنوز روشن است).
این سیستم امروزه اغلب در خودروهایی که دارای ترمزدستی برقی هستند، به سهولت استفاده میشود. این سیستم با عناوین دیگری مانند: سیستم کمکی شروع به حرکت در سربالایی (Hill Start Assist) یا (Hill Start Assist Control) عرضه شده است.
۷- سیستم کنترل خودرو در سرپایینی (Downhill Assist Control)
یکی دیگر از امکانات رفاهی و ایمنی خودرو که اغلب در خودروهای شاسی بلند و Off Road ارائه میشود، سیستم کنترل خودرو در سرپایینی (DAC) است. در خودروهای فاقد این سیستم، هنگام حرکت خودرو در سرپایینی، راننده علاوه بر سنگین کردن دنده، باید اقدام به ترمزگیری مستمر و متناوب نماید. همچنین هنگام پایین آمدن خودرو از شیبهای بسیار تند، راننده باید اقدام به ترمزگیری با فشار متعادل نماید تا از خاموش شدن موتور نیز جلوگیری گردد. که این عمل علاوه بر نیاز به تجربه در رانندگی، نیاز به توجه و دقت زیاد به سطح مسیر و نیز تبحر بیش از پیش دارد. حال اگر سطح عبور لغزنده هم باشد، این موضوع به مشکلات راننده درخصوص کنترل جهت و سرعت خودرو میافزاید. ولی در خودروی مجهز به سیستم DAC، تمام موارد فوق به صورت اتوماتیک توسط واحد کنترل الکترونیکی انجام میشود و راننده کافیست مسیر حرکت خودرو را تعیین نماید و میتواند با صرف دقت کمتر، با اطمینان بیشتری از این شیبها پایین بیاید. طبیعتاً این امر علاوه بر افزایش اطمینان و ایمنی، موجب کاهش استهلاک قطعات مربوطه و نیز افزایش جذابیت بیشتر برای راننده میگردد.
اجزای سیستم DAC:
قطعات و قسمتهای اصلی این سیستم شامل: سنسور شیب خودرو، سنسور دور موتور، سنسور وضعیت دریچه گاز، سنسور وضعیت دنده، سنسور دور چرخها، واحد کنترل الکترونیکی و سیستم ترمز میباشند.
نحوه عملکرد سیستم
هنگامیکه راننده تصمیم می گیرد از یک شیب تند پایین بیاید، ابتدا باید سرعت خودرو را به کمتر از حدود ۲۵ کیلومتر بر ساعت برساند. سپس سیستم DAC را توسط کلید فعال نماید. سیستم با توجه به اطلاعاتی که از سنسور مختلف و مرتبط دریافت میکند، وضعیت خودرو را تشخیص داده و براساس سرعت، شیب جاده، لغزندگی احتمالی هر یک از چرخها، سرعت مطمئنه را محاسبه میکند (در برخی از خودروها این سرعت همواره ثابت بوده و درحدود 3 الی 5 کیلومتر بر ساعت است). معمولاً اگر سرعت بیش از حد تعیین شده باشد، سستم DAC از مقدار باز بودن دریچه گاز کم کرده و همچنین دنده گیربکس را سنگین (تر) میکند تا بتواند سرعت خودرو را در محدوده تعریف شده کنترل نماید. اگر به دلیل زیاد بودن شیب مسیر، سرعت خودرو بیش از حد مورد نظر شود، سیستم DAC علاوه بر اقدامات قبلی، اقدام به افزایش فشار سیستم ترمز (مستقلاً جهت هر چرخ) مینماید. این فرآیند دائماً و در کسری از ثانیه پایش میگردد تا درصورت نیاز، تغیراتی در فشار سیستم ترمز، دور موتور و وضعیت دنده گیربکس اعمال نماید. درصورت لغزنده بودن مسیر و لغزش یک یا بعضی از چرخها، واحد کنترل الکترونیکی به کمک سیستم الکترونیکی تقسیم فشار ترمز (EBD) و نیز سیستم پایداری الکترونیکی (ESP یا ESC) از لغزش طولی و عرضی خودرو تا حد ممکن جلوگیری مینماید.
با این انجام اقدامات، مقدار سرعت خودرو نسبتاً پایدار شده و خودرو به آرامی و اطمینان از شیب جاده پایین میآید. در این حالت راننده کافیست پس از فعال کردن سیستم پاهای خود را از روی پدالهای ترمز و گاز برداشته و فقط مسیر حرکت خودرو را تعیین کند.
