ترمزگیری در حین پیچیدن یکی از مانورهای پیچیده و بالقوه خطرناک در رانندگی است. هنگامی که راننده در حالی که فرمان را چرخانده است، ترمز می‌گیرد، توزیع وزن خودرو تغییر می‌کند و نیروهای جانبی بر آن وارد می‌شوند که می‌تواند پایداری خودرو را به چالش بکشد. ترمزگیری شدید در پیچ می‌تواند منجر به از دست دادن کشش در چرخ‌های داخلی (چرخ‌های سمت داخل پیچ که وزن کمتری را تحمل می‌کنند)، بیش فرمانی (Oversteer) و در نهایت اسپین شدن یا خروج خودرو از مسیر شود. سیستم کنترل ترمز در پیچ (Cornering Brake Control – CBC) یک فناوری ایمنی فعال است که به صورت ویژه برای مدیریت نیروی ترمز در این شرایط طراحی شده است. CBC با تنظیم هوشمندانه نیروی ترمز اعمال شده به هر چرخ در حین پیچیدن، به حفظ پایداری و کنترل خودرو کمک می‌کند. این دانشنامه به بررسی مفهوم، نحوه کارکرد، ارتباط با سایر سیستم‌های ترمز، مزایا و اهمیت سیستم CBC می‌پردازد.
CBC چیست؟ تعریف و هدف اصلی
کنترل ترمز در پیچ (CBC) سیستمی است که در حین ترمزگیری خودرو در حالی که در حال پیچیدن است، نیروی ترمز را به صورت انتخابی بین چرخ‌های مختلف تنظیم می‌کند. هدف اصلی CBC حفظ پایداری خودرو و جلوگیری از از دست دادن کنترل (مانند اسپین شدن یا انحراف ناخواسته) در زمانی است که راننده همزمان فرمان می‌دهد و ترمز می‌گیرد.
این سیستم به راننده اجازه می‌دهد تا در صورت نیاز، در حین طی کردن یک منحنی، سرعت خودرو را کاهش دهد بدون اینکه به صورت خطرناکی پایداری خودرو به خطر بیفتد.
نحوه کارکرد و فناوری سیستم کنترل ترمز در پیچ
نحوه کارکرد سیستم کنترل ترمز در پیچ متکی بر پایش دقیق وضعیت دینامیکی خودرو و ورودی‌های راننده و تنظیم هوشمندانه فشار ترمز است. فناوری سیستم CBC از سنسورها و سخت‌افزار مشترک با سیستم‌های ترمز ضد قفل (ABS) و کنترل پایداری الکترونیکی (ESC) استفاده می‌کند:
- سنسور سرعت چرخ‌ها (Wheel Speed Sensors): برای اندازه‌گیری سرعت چرخش هر چرخ.
- سنسور زاویه فرمان (Steering Angle Sensor): برای تشخیص میزان و جهت چرخش فرمان توسط راننده (نشان‌دهنده قصد راننده برای پیچیدن).
- سنسور نرخ انحراف حول محور عمودی (Yaw Rate Sensor): برای اندازه‌گیری سرعت چرخش خودرو حول محور عمودی‌اش (نشان‌دهنده تمایل خودرو به اسپین شدن).
- سنسور شتاب جانبی (Lateral Acceleration Sensor): برای اندازه‌گیری نیروی گریز از مرکز وارده بر خودرو در حین پیچیدن.
- سنسور فشار ترمز (Brake Pressure Sensor): برای تشخیص میزان فشار اعمال شده توسط راننده بر روی پدال ترمز.
- واحد کنترل الکترونیکی (ECU): واحد کنترل CBC (معمولاً همان ECU سیستم ESC است) داده‌های تمام این سنسورها را پردازش می‌کند. سیستم با استفاده از این داده‌ها، تشخیص می‌دهد که راننده در حال ترمزگیری و پیچیدن است. سپس بر اساس سرعت خودرو، زاویه فرمان و نیروهای جانبی، وضعیت پایداری خودرو را ارزیابی کرده و ریسک از دست دادن کنترل را پیش‌بینی می‌کند.
در صورت تشخیص ریسک ناپایداری ناشی از ترمزگیری در پیچ، سیستم CBC وارد عمل شده و فشار روغن ترمز را برای هر چرخ به صورت جداگانه تنظیم می‌کند. به طور مشخص، سیستم فشار ترمز را بر روی چرخ‌های سمت داخل پیچ (که در حین پیچیدن بار کمتری را تحمل می‌کنند و زودتر مستعد قفل شدن یا از دست دادن کشش هستند) کاهش می‌دهد. این کاهش نیرو به جلوگیری از قفل شدن این چرخ‌ها و حفظ کشش آن‌ها برای فرمان‌پذیری کمک می‌کند و در عین حال پایداری خودرو را افزایش می‌دهد. ممکن است در برخی شرایط، نیروی ترمز بر روی چرخ‌های بیرونی کمی بیشتر حفظ شود تا به کند شدن و تغییر جهت کمک کند.
ارتباط CBC با ABS، EBD و ESC
کنترل ترمز در پیچ (CBC) یک سیستم تخصصی است که به صورت یکپارچه با سیستم‌های دیگر ترمز و پایداری کار می‌کند. ارتباط CBC با ABS، EBD و ESC بسیار نزدیک است:
- ABS (Anti-lock Braking System): CBC از سخت‌افزار هیدرولیکی و سنسورهای سرعت چرخ ABS استفاده می‌کند. در حالی که ABS در ترمزگیری مستقیم یا در زمانی که چرخ در آستانه قفل شدن است عمل می‌کند، CBC به طور خاص بر ترمزگیری در پیچ تمرکز دارد.
- EBD (Electronic Brakeforce Distribution): EBD توزیع نیروی ترمز را بر اساس بار و کشش کلی تنظیم می‌کند. CBC این مفهوم را گسترش داده و توزیع نیرو را به صورت دینامیکی‌تر و بر اساس نیازهای حفظ پایداری در حین پیچیدن تنظیم می‌کند. EBD ممکن است توزیع جلو به عقب را بر اساس انتقال وزن تنظیم کند، در حالی که CBC بیشتر بر توزیع نیرو بین چرخ‌های چپ و راست در حین پیچیدن تأکید دارد.
- ESC (Electronic Stability Control): CBC اغلب به عنوان یک عملکرد یا زیرسیستم درونی سیستم ESC گنجانده می‌شود. ESC سیستم جامع‌تری است که برای کنترل کلی پایداری خودرو در شرایط مختلف (شتاب‌گیری، ترمزگیری، پیچیدن) با استفاده از ترمزگیری انتخابی چرخ‌ها و کاهش قدرت موتور عمل می‌کند. CBC در واقع بخشی از استراتژی ESC برای حفظ پایداری خودرو در هنگام ترمزگیری در حین پیچیدن است.
مزایای استفاده از سیستم کنترل ترمز در پیچ
مزایای استفاده از سیستم کنترل ترمز در پیچ به طور مستقیم به افزایش ایمنی در یکی از مانورهای پرخطر رانندگی مربوط می‌شود:
- افزایش پایداری در حین ترمزگیری در پیچ: اصلی‌ترین مزیت، کاهش قابل توجه خطر اسپین شدن یا از دست دادن کنترل در زمانی است که راننده مجبور به ترمزگیری در میانه پیچ است.
- حفظ فرمان‌پذیری در حین ترمزگیری: با جلوگیری از قفل شدن چرخ‌ها و مدیریت کشش، سیستم به راننده کمک می‌کند تا در حین کاهش سرعت در پیچ، همچنان بتواند خودرو را در مسیر مورد نظر هدایت کند.
- عملکرد بهینه در شرایط اضطراری: در موقعیت‌های اضطراری که راننده مجبور به ترمزگیری شدید و همزمان انحراف است، CBC به حفظ پایداری و کنترل کمک می‌کند.
- جبران خطای راننده: سیستم به رانندگانی که ممکن است به صورت ناآگاهانه در پیچ ترمزهای شدید بگیرند، کمک می‌کند تا خودروی خود را در مسیر نگه دارند.
محدودیت‌ها و شرایط عدم کارکرد صحیح CBC
سیستم CBC نیز دارای محدودیت‌ها و شرایط عدم کارکرد صحیح است:
- وابستگی به سخت‌افزار ABS و ESC: برای عملکرد به وجود و صحت عملکرد سیستم‌های ABS و ESC وابسته است.
- محدودیت‌های فیزیکی کشش: مانند هر سیستم کنترل دینامیکی، CBC نمی‌تواند قوانین فیزیک را نقض کند. در سرعت‌های بسیار بالا، پیچ‌های بسیار تند، یا در سطوح با کشش بسیار کم، ممکن است سیستم نتواند به طور کامل از از دست دادن کنترل جلوگیری کند.
- عملکرد سنسورها: صحت عملکرد سیستم به دقت سنسورهای مختلف (به خصوص سنسور زاویه فرمان و نرخ انحراف) بستگی دارد.
- نبود جایگزین برای رانندگی ایمن: این سیستم یک کمک است و نباید جایگزین رانندگی با سرعت مطمئنه در پیچ‌ها و پرهیز از ترمزگیری شدید و ناگهانی در میانه منحنی‌ها باشد.
اهمیت CBC در خودروهای مدرن
با توجه به اثربخشی آن در افزایش پایداری خودرو در شرایط حساس ترمزگیری در پیچ، اهمیت CBC در خودروهای مدرن بسیار بالاست. این سیستم به یک جزء استاندارد و اساسی در سیستم‌های کنترل پایداری الکترونیکی (ESC) تبدیل شده است که خود ESC نیز به یک ویژگی استاندارد و اجباری در بسیاری از بازارهای جهانی تبدیل شده است. CBC به طور خاص در بهبود هندلینگ و ایمنی خودرو در شرایط دینامیکی پیچیده، نقش مهمی ایفا می‌کند.
نتیجه‌گیری
کنترل ترمز در پیچ (CBC) سیستمی ایمنی است که با همکاری سیستم‌های ABS و ESC، در حین ترمزگیری خودرو در پیچ، با تنظیم دینامیکی نیروی ترمز اعمال شده به چرخ‌ها (به خصوص کاهش نیرو در چرخ‌های داخلی)، به حفظ پایداری و جلوگیری از از دست دادن کنترل کمک می‌کند. نحوه کارکرد و فناوری سیستم کنترل ترمز در پیچ بر پایه تحلیل اطلاعات سنسورهای مختلف برای تشخیص وضعیت ترمزگیری در حین پیچیدن استوار است و مزایای استفاده از سیستم کنترل ترمز در پیچ شامل افزایش چشمگیر پایداری و حفظ فرمان‌پذیری در این مانور حساس است. با وجود محدودیت‌ها و شرایط عدم کارکرد صحیح CBC در شرایط بسیار حاد، این سیستم به عنوان یک جزء کلیدی از سیستم کنترل پایداری، نقش محوری در ارتقاء ایمنی کلی خودروها و توانایی آن‌ها در مدیریت شرایط دینامیکی پیچیده ایفا می‌کند.
