در شرایط رانندگی عادی، راننده برای حرکت از پدال گاز و برای کاهش سرعت یا توقف از پدال ترمز استفاده می‌کند؛ استفاده همزمان از هر دو پدال معمول نیست. با این حال، در موقعیت‌های وحشت‌زدگی، گیجی، یا حتی در موارد نادر خطای انسانی یا نقص فنی، ممکن است راننده به صورت ناخواسته هر دو پدال گاز و ترمز را به صورت همزمان یا با هم‌پوشانی زمانی فشار دهد. در خودروهای فاقد سیستم‌های ایمنی مرتبط، این وضعیت می‌تواند منجر به حالتی خطرناک شود که در آن موتور در حال افزایش سرعت است در حالی که راننده سعی در ترمزگیری دارد، که نتیجه آن افزایش مسافت توقف یا حتی شتاب‌گیری ناخواسته است. سیستم کنترل خودرو هنگام فشردن همزمان پدال‌های گاز و ترمز (Brake Override System – BOS)، که گاهی با نام پدال هوشمند (Smart Pedal) نیز شناخته می‌شود، یک ویژگی ایمنی است که برای پیشگیری از این وضعیت طراحی شده است. BOS با اولویت دادن به دستور راننده برای ترمزگیری، از اثر شتاب‌گیری در هنگام ترمزگیری همزمان جلوگیری می‌کند. این دانشنامه به بررسی مفهوم، نحوه کارکرد، مزایا و اهمیت سیستم BOS می‌پردازد.
BOS چیست؟ تعریف و هدف اصلی
سیستم کنترل خودرو هنگام فشردن همزمان پدال‌های گاز و ترمز (BOS) یک عملکرد ایمنی الکترونیکی در خودرو است که به صورت پیوسته وضعیت پدال‌های گاز و ترمز را پایش می‌کند. هدف اصلی BOS این است که در صورتی که راننده همزمان پدال‌های گاز و ترمز را فشار دهد (بالاتر از یک آستانه مشخص)، دستور ترمزگیری را اولویت داده و دستور افزایش سرعت (گاز) را نادیده بگیرد یا لغو کند. به عبارت دیگر، اگر سیستم تشخیص دهد که راننده در حال ترمزگیری است، از افزایش یا حفظ دور موتور در سطوح بالا جلوگیری می‌کند، حتی اگر پدال گاز نیز فشرده شده باشد.
این سیستم اطمینان حاصل می‌کند که در صورت بروز این وضعیت غیرعادی، تلاش راننده برای توقف یا کاهش سرعت مؤثر واقع شود و از جنگ بین نیروی پیشرانه و نیروی ترمز جلوگیری می‌کند.
نحوه کارکرد و فناوری سیستم BOS
نحوه کارکرد سیستم BOS متکی بر پایش ورودی راننده به پدال‌ها و کنترل مدیریت موتور است. فناوری سیستم BOS شامل اجزای اصلی زیر است:
- سنسورهای پدال گاز و ترمز: این سنسورها (که بخشی از سیستم‌های کنترل موتور و ترمز هستند) به صورت پیوسته وضعیت فشرده شدن پدال‌های گاز و ترمز را (مثلاً زاویه فشردن یا فشار اعمال شده) اندازه می‌گیرند.
- واحد کنترل الکترونیکی (ECU): یک واحد کنترل (که معمولاً ECU اصلی موتور یا یک ECU اختصاصی است) سیگنال‌های ورودی از سنسورهای هر دو پدال را به صورت همزمان دریافت و تحلیل می‌کند.
- نرم‌افزار و منطق کنترلی: نرم‌افزار سیستم BOS یک منطق ساده اما حیاتی را پیاده‌سازی می‌کند: اگر تشخیص داده شود که هر دو پدال گاز و ترمز به صورت همزمان و بالاتر از یک آستانه مشخص (برای جلوگیری از فعال شدن ناخواسته در اثر برخورد تصادفی پا با دو پدال یا تکنیک‌های خاص رانندگی مانند پاشنه-پنجه که البته BOS معمولاً این موارد را با توجه به سایر پارامترها تشخیص می‌دهد) فشرده شده‌اند، سیستم این وضعیت را به عنوان یک “موقعیت اولویت ترمز” در نظر می‌گیرد.
- ارتباط با سیستم مدیریت موتور: در صورت فعال شدن منطق BOS، واحد کنترل فرمان لازم را به سیستم مدیریت موتور ارسال می‌کند تا قدرت موتور را کاهش دهد. این کار می‌تواند با روش‌هایی مانند کاهش تزریق سوخت به سیلندرها، بستن دریچه گاز الکترونیکی، یا تنظیم زمان جرقه‌زنی انجام شود. نتیجه این کار، کاهش یا قطع کامل نیروی پیشرانه است، در حالی که راننده در حال ترمزگیری است.
این کاهش قدرت موتور تا زمانی که راننده پدال ترمز را رها کند یا فشردن پدال گاز را متوقف سازد، ادامه می‌یابد.
چگونگی پیشگیری BOS از شتاب‌گیری ناخواسته
سیستم BOS به صورت مستقیم با پیشگیری از شتاب‌گیری ناخواسته در شرایط خاص عمل می‌کند. در سناریویی که هر دو پدال گاز و ترمز فشرده می‌شوند:
- در خودروهای بدون BOS، نیروی موتور ممکن است همچنان در تلاش برای شتاب دادن خودرو باشد، در حالی که ترمزها سعی در کاهش سرعت دارند. این تعارض منجر به عملکرد ناخواسته و افزایش مسافت توقف می‌شود.
- با وجود سیستم BOS، به محض تشخیص فشردن همزمان پدال ترمز، دستور راننده برای ترمزگیری “اولویت” پیدا می‌کند. سیستم گاز را “نادیده” می‌گیرد و قدرت موتور را قطع می‌کند. بنابراین، تنها نیروی فعال بر خودرو، نیروی ترمز است که باعث کاهش سرعت یا توقف آن می‌شود، همانطور که راننده با فشردن پدال ترمز قصد داشته است.
این اولویت‌دهی اطمینان می‌دهد که تلاش راننده برای توقف همیشه بر تلاش احتمالی همزمان برای شتاب‌گیری غلبه دارد.
مزایای استفاده از سیستم BOS
مزایای استفاده از سیستم BOS مستقیماً به افزایش ایمنی در موقعیت‌های خاص و نادر مربوط می‌شود:
- پیشگیری از حوادث ناشی از فشردن همزمان پدال‌ها: اصلی‌ترین مزیت، جلوگیری از تصادفاتی است که ممکن است در اثر شتاب‌گیری ناخواسته هنگام فشردن همزمان گاز و ترمز رخ دهند.
- افزایش اطمینان راننده: راننده می‌تواند اطمینان داشته باشد که در صورت فشردن پدال ترمز، خودرو سرعت خود را کاهش خواهد داد، صرف‌نظر از وضعیت پدال گاز.
- پاسخ استاندارد در شرایط غیرعادی: سیستم یک پاسخ قابل پیش‌بینی و ایمن را در یک وضعیت غیرعادی عملکرد پدال‌ها فراهم می‌کند.
محدودیت‌ها و شرایط عدم کارکرد صحیح BOS
سیستم BOS نسبتاً ساده و مؤثر است، اما دارای محدودیت‌ها و شرایط عدم کارکرد صحیح خاصی است:
- فقط در صورت فشردن همزمان پدال‌ها: سیستم تنها در صورتی فعال می‌شود که هر دو پدال گاز و ترمز به صورت همزمان یا با هم‌پوشانی فشرده شوند. در مواردی که شتاب‌گیری ناخواسته ناشی از عوامل دیگری (مانند گیر کردن پدال گاز به دلیل مانع فیزیکی، خرابی کروز کنترل، یا نقص در سیستم مدیریت موتور) باشد، سیستم BOS به تنهایی وارد عمل نمی‌شود (اگرچه سایر سیستم‌های ایمنی یا مکانیکی ممکن است برای این موارد وجود داشته باشند).
- آستانه فعال‌سازی: سیستم بر اساس آستانه‌های مشخصی از سرعت و فشار پدال‌ها عمل می‌کند. این آستانه‌ها باید به گونه‌ای تنظیم شوند که در شرایط رانندگی عادی یا تکنیک‌های خاص رانندگی (مانند پاشنه-پنجه) فعال نشود.
- وابستگی به سنسورها: عملکرد سیستم به صحت و کارکرد سنسورهای پدال گاز و ترمز وابسته است.
- نبود جایگزین برای رانندگی صحیح: این سیستم یک لایه ایمنی اضافی برای یک سناریوی خاص است و جایگزین توجه راننده به محل پدال‌ها و استفاده صحیح از آن‌ها نیست.
ارتباط BOS با سایر سیستم‌های خودرو
سیستم BOS ارتباط مستقیمی با سیستم مدیریت موتور و سیستم کنترل الکترونیکی دریچه گاز (در خودروهای مجهز) دارد، زیرا برای کاهش قدرت موتور باید بتواند این سیستم‌ها را کنترل کند. هرچند BOS به طور معمول جزو سیستم‌های کمک راننده پیشرفته (ADAS) طبقه‌بندی نمی‌شود، اما یک ویژگی ایمنی الکترونیکی است که در طراحی کلی سیستم‌های کنترل خودرو لحاظ می‌گردد.
اهمیت BOS در خودروهای مدرن
پس از چندین مورد گزارش و تحقیق در مورد حوادث ناشی از شتاب‌گیری ناخواسته و ارتباط احتمالی آن با فشردن همزمان پدال‌ها، اهمیت BOS در خودروهای مدرن به طور فزاینده‌ای مورد تأکید قرار گرفت. این سیستم به سرعت به یک ویژگی استاندارد و گاهی اجباری در خودروهای جدید در بسیاری از بازارهای جهانی تبدیل شده است. اجرای این منطق کنترلی نسبتاً ساده اما مؤثر، گامی مهم در جهت افزایش ایمنی خودرو در شرایط غیرعادی محسوب می‌شود.
نتیجه‌گیری
سیستم کنترل خودرو هنگام فشردن همزمان پدال‌های گاز و ترمز (BOS) یک ویژگی ایمنی است که با پایش وضعیت پدال‌های گاز و ترمز، در صورت تشخیص فشردن همزمان هر دو، دستور ترمزگیری را بر دستور شتاب‌گیری اولویت داده و قدرت موتور را کاهش یا قطع می‌کند. نحوه کارکرد و فناوری سیستم BOS بر پایه تحلیل ورودی پدال‌ها و کنترل مدیریت موتور استوار است و مزایای استفاده از سیستم BOS شامل پیشگیری از حوادث ناشی از شتاب‌گیری ناخواسته در این سناریوی خاص و افزایش اطمینان در ترمزگیری است. با وجود محدودیت‌ها و شرایط عدم کارکرد صحیح BOS در مورد سایر دلایل شتاب‌گیری ناخواسته، این سیستم به عنوان یک لایه ایمنی مؤثر، نقش مهمی در افزایش ایمنی خودرو در شرایط غیرعادی عملکرد پدال‌ها ایفا می‌کند و به یک ویژگی استاندارد در خودروهای امروزی تبدیل شده است.
