سيستم كنترل رانش خودرو

سیستم کنترل رانش

هریک ازموقعیت های زیردرحین رانندگی به عنوان موقعیت بحرانی شناخته می شوند :

1-ترمزگیری

2-شتاب گیری(بخصوص در جاده های لغزنده)

اگر در هر یک از موارد ذکر شده در چرخها لغزش ایجاد شود،شرایط رانندگی بسیار سخت وکنترل پذیری خودرو مشکل خواهد بود.

برای حفظ پایداری درهنگام ترمز گیری از سیستم ABS و هنگام شتابگیری از سیستم TCSاستفاده می شود.

تاریخچه

n سیستم کنترل رانش اولین بار در سال 1994 در روی خودروهای سوپرا توربو شارژ دار نصب شد .

n این سیستم در چند سال ابتدایی طراحی متوجه تغییرات بسیاری شد .

n در سال 1996 بر روی خودروی "سوپرا" سیستم کنترل رانش به صورت تجاری نصب شد.

n در سال 1997 این سیستم بر روی خودروهای آوالن و کمری که دارای شش سیلندر بودند مورد استفاده قرار گرفت که تئوری کار آن با سیستم سال1994 تفاوت چندانی نداشت ولی در عملگر های آن تغییراتی ایجاد کرده بودند .

n در سال 2000به بعد اکثر خودرو سازهای معتبر از جمله بنز و بی ام و از این سیستم در محصولات خود استفاده کردند .

اهداف سیستم کنترل رانش :

هدف این سیستم حفظ پایداری و فرمانپذیری مناسب خودرو در حین شتاب گیری درجاده هایی است که یکی از چرخها یا هر دو چرخ محرک به هر دلیل شروع به لغزش کند. به وسیله ی ضریب اصطکاک ایجاد شده بین تایر و جاده ماکزیمم انتقال گشتاور به چرخ ها تعیین می شود که اگر گشتاور از سطح مورد نظر تجاوز کند چرخ ها به دور خود خواهند چرخید.

انواع سیستم کنترل رانش

v با فعال سازی موتور

v با فعال سازی موتوروسیستم ترمز

ü کنترل گشتاور موتور توسط کنترل سوخت تزریقی

ü کنترل گشتاور موتور توسط کنترل میزان هوای ورودی

سيستم كنترل رانش

قطعات سیستم کنترل رانش :

قطعات سيستم كنترل رانش

وظایف قطعات در سیستم کنترل رانش :

واحد کنترل الکترونیکی سیستم کنترل رانش از چهارسنسور سرعت چرخ سیگنال دریافت می کند تا سرعت هر چرخ و سرعت وسیله نقلیه تعیین شود بدین ترتیب میزان لغزش مشخص می شود.

ECU سیستم کنترل رانش سلونئیدهای عمل کننده ی موتور پمپ را که فشارهیدرولیکی ترمز چرخ های محرک را ایجاد می کند، فعال می کند.

ABS &TRAC ECUعملکرد
با پردازش اطلاعات دریافتی ، ABS &TRAC ECUزمانیکه از وجود لغزش آگاه می شود :

1-ECU سیستم کنترل رانش سلونئیدهای عمل کننده ی موتور پمپ را که فشارهیدرولیکی ترمز چرخ های محرک را ایجاد می کند، فعال می کند.

2-ECMموقعیت دریچه ی گازرا اطلاع می دهد و تزریق سوخت در پنج سیلندر را قطع میکند تا گشتاور تولیدی موتور را محدود کند.

n ECM از تعویض دنده خودکار جلوگیری می کند .

n چراغ نشان دهنده ی لغزش روشن می شود تا به راننده وعمل کننده ی سیستم کنترل رانش لغزش را اعلام کند و همچنین یک سیگنال به ECM می فرستد .

کنترل سرعت چرخ به دو روش انجام می شود :

1-استفاده از ترمز سیستم کنترل رانش یا عمل کننده ی ABS

2- کاهش گشتاور موتور به وسیله ی از کار انداختن یکی از پنج انژکتور.

کنترل سرعت چرخ :

n وقتی که لغزش توسط اطلاعات پردازشی سنسور ECU درک می شود ECM ابتدا پنج انژکتور را قطع کرده و در همین حین فشار روغن مدار ترمز را افزایش می دهد (حا لت افزایش فشار )با قطع انژکتور ها گشتاور تولیدی موتور تقریبا" صفر می شود ولی به خاطر اینکه شتاب در اجزای سیستم وجود دارد سرعت چرخ بالا می رود و با افزایش فشار مدار ترمز عمل کرده و سرعت چرخ را کاهش می دهد تا به رنج تعریف شده ی میزان لغزش برای ECU برسد.( در حین این افزایش فشار ECU دوباره تک تک انژکتور ها را وارد مدار می کندتا موتور گشتاور برای شتابگیری لازم را تولید کند(

n وقتی که به حالت مورد نظر رسید فشار روغن باید کاهش پیدا کند تا حالت ترمزگیری صورت نگیرد.و با رسیدن سرعت چرخ به سرعت وسیله ی نقلیه دوباره به خاطر گشتاور تولیدی موتور سرعت چرخ بالا می رود.( حالت تثبیت فشار بین حالت های افزایش و کاهش فشار رخ می دهد تا از ایجاد ارتعاش در مدار جلوگیری کند. )و حال اگر دوباره به حالت لغزش برسد یکی از انژکتور ها را قطع کرده و همچنین فشار مدار ترمز افزایش پیدا می کندو این عمل آنقدر تکرار می شود تا لغزش از بین برود.

n در ECU رنجی برای لغزش تعیین شده که بین سرعت وسیله ی نقلیه و کمی بالاتر از حد متوسط برای آن در نظر گرفته می شود که هدف اصلی ما رسیدن به لغزش صفر ( سرعت اتومبیل )می باشد.

سوئیچ OFF سیستم کنترل رانش

n سوییچ off سیستم کنترل رانش که روی داشبورت قرار دارد به راننده اجازه می دهد تا سیستم کنترل رانش را فعال یا غیر فعال کند . با چرخاندن سوییچ سیستم به صورت خودکار در حالت فعال قرار می گیرد .

n چراغ نشان دهنده off سیستم کنترل رانش وقتی روشن می شود که در سیستم دچار عیب شده باشد و یا راننده کلید OFF را فشرده باشد .

n وقتی که سیستم کنترل رانش عمل می کند، چراغ چشمک زن لغزش ، راننده را از وجود لغزش آگاه می کند

پمپ سیستم کنترل رانش:

n پمپ روغن ترمز را از سیلندر اصلی مکیده و فشار آن را تنظیم می کند و به عمل کننده ی ترمز سیستم کنترل رانش ارسال می کند.

n این پمپ از یک موتور چرخنده و سه محفظه ی شعاعی تشکیل شده است.

پمپ سيستم كنترل رانش

عملگر سیستم کنترل رانش و ABS

عمل کننده ی سیستم کنترل رانش وABS دارای یک محفظه و 12 تا سوپاپ سولنوئیدی دو حالته می باشد که فشار هیدرولیکی ترمز را کنترل می کنند .این عملگر شامل دوازده سوپاپ سولنوئیدی به صورت زیر است:

n دو سوپاپ سولنوئیدی اصلیmaster cut.

n دو سوپاپ سولنوئیدی مخزنreservoir cut.

n چهار سوپاپ تثبیت فشار.

n چهار سوپاپ کاهش فشار.

سوپاپ سلونوئیدی اصلی

سوپاپ سلونوئیدی اصلی جریان هیدرولیکی بین سیلندر اصلی و سوپاپ سلونوئیدی دو حالته تثبیت فشار در ABS و ترمز جلو را باز و بسته می کند . این سوپاپ سلونوئیدی در حالت عادی باز است.که ساختمان و عملکرد آن مثل سوپاپ تثبیت فشار است.

سوپاپ سلونوئیدی مخزن و سوپاپ تنظیم فشار

n سوپاپ سولنوئیدی مخزن جریان هیدرولیکی بین سیلندر اصلی و عملگر پمپ را باز و بسته می کند.این سوپاپ در حالت عادی بسته می ماند.که ساختمان و عملکرد آن مثل سوپاپ کاهش فشار است.

n سوپاپ تنظیم فشار، فشار روغن ترمز تولید شده به وسیله ی عمل کننده ی پمپ را تنظیم می کند.

عملکرد سیستم :

n وقتی که سیستم کنترل رانش،فعال است دو سو پاپ سولنوئیدی اصلی و سوپاپ سلونئیدی مخزن سیستم ترمز چرخ های محرک را کنترل می کند. سوپاپ تثبیت فشار و کاهش فشار سیستم ABS فشار روغن ترمز را در سه وضعیت قرار می دهد:

n 1- افزایش فشار 2- تثبیت فشار 3- کاهش فشار

n این حالتها فقط زمانی صورت می گیرند که ECU سیستم کنترل رانش عملگر ABS/TRAC را در حالت ON قرار داده باشد.

روش عملکرد عادی سیستم :

n در طول عملکرد عادی یعنی زمانی که سیستم کنترل رانش فعال نباشد همه ی سوپاپ های عمل کننده خاموش هستند. سوپاپ سولنوئیدی اصلی باز می شود و اجازه می دهد سیال از سیلندر اصلی از طریق سوپاپ فشار به سیلندر چرخ جریان پیدا کند.در این حالت عملکرد ترمز شبیه به سیستم بدون ABS و بدون سیستم کنترل رانش است.

حالت افزایش فشار:

در حالت شتاب گیری ناگهانی و یا رانندگی روی سطح لغزنده اگر چرخ های محرک شروع به لغزش کنند ECU سیستم کنترل رانش و ABS موجب می شود عمل کننده به سمت حالت افزایش فشار برود.

n سوپاپ سلونئیدی اصلی فعال است و جریان روغن ترمز به سیلندر اصلی مسدود می شود.

n سوپاپ سلونئیدی مخزن فعال است و مسیر سیلندر اصلی به پمپ را باز می کند.

n پمپ روشن شده و فشار تولیدی از طریق سوپاپ تثبیت فشار به سیلندر چرخ ارسال می شود.

حالت تثبیت فشار:

وقتی که فشار سیال در سیلند چرخ جریان پیدا می کند به وسیله ی افزایش و یا کاهش فشار، جریان بهینه می شود.ECUسیستم کنترل رانش و ABS سیستم را به صورت زیر کنترل می کند :

n سوپاپ تثبیت فشار فعال شده و جریان پمپ را مسدود می کند.

n سوپاپ سلونئیدی مخزن خاموش شده و جریان سیال اضافی از سیلندر اصلی را مسدود می کند.

n پمپ به چرخش خود ادامه می دهد.

حالت کاهش فشار:

زمانی که در سیلندر چرخ به کاهش فشار نیاز داریم :

n سوپاپ سلونئیدی مخزن خاموش شده (در حالت عادی تحت فشار فنر بسته است ) و جریان سیال از سیلندر اصلی به پمپ را مسدود می کند .

n سوپاپ سلونئیدی اصلی فعال شده و مسیر سیلندر اصلی به سیلندر چرخ را مسدود می کند .

n سوپاپ کاهش فشار فعال شده و اجازه می دهد سیال به سمت مخزن و پمپ جریان پیدا کند تا چرخ آزادانه بچرخد.

سیستم کنترل رانش در خودروی "سوپرا":

عملکرد سیستم کنترل رانش روی "سوپرا" شبیه به "کمری" و"آوالن" است . اگرچه تفاوت جزئی بین این دو سیستم وجود دارد:

n بیشترین اختلاف این دو جدا بودن عملگرهای سیستم کنترل رانش با عمل کننده های سیستم ABS می باشد .

n گشتاور موتور از طریق عملگر دریچه ی ثانویه کنترل میشود .

n Ecu سیستم ترمز و کنترل رانش از یکدیگر مجزا شده اند .

n اضافه شدن ویژگی SNOW .

ویژگی SNOW

n در صورت انتخاب این حالت ( کلید SNOW روی داشبورد ) سیستم ، کنترل گشتاور موتور را اصلاح می کند . این ویژگی که بر اساس پیش بینی پیش از موعد که راننده با زدن کلید به سیستم شرایط جاده را اطلاع می دهد سیستم از بازده پایین اصطکاک بین لاستیک و جاده مطلع شده و گشتاور تولیدی موتور را کاهش می دهد.

عملگر کنترل دریچه گاز ثانویه

شامل :

1- موتور عملگر دریچه ثانویه

2- سنسور موقعیت دریچه ثانویه

موتور عملگر دریچه ثانویه :

n عمل کننده ی دریچه ثانویه از یک استپرموتور که بین دریچه ی اصلی و هواکش قرار گرفته است استفاده می کند.این سوپاپ روی بدنه دریچه قرار گرفته و موقعیت سوپاپ دریچه ی ثانویه بر اساس فرمان هایی که ECU سیستم کنترل رانش به این موتور می دهد کنترل می شود.بدین گونه خروجی گشتاور موتور کنترل می شود.

n موتور دریچه ی ثانویه شامل یک آهن ربای دائم،یک سیم پیچ،یک شافت دوار و یک چرخ دنده است.استپرموتور در این سوپاپ به وسیله ی سیگنال گرفته شده از ECUسیستم کنترل رانش وسیستم ABS عمل می کند و دنده پینیون یک دنده ی بادامکی را که به انتهای شفت صفحه ی دریچه ی ثانویه متصل است را به حرکت در می آورد، و بدین ترتیب زاویه ی باز بودن سوپاپ دریچه ی ثانویه را کنترل می کند.

موتور دریچه ثانویه :

موتور دريچه ثانويه

سنسور موقعیت دریچه ی ثانویه :

n این سنسور بر روی محور دریچه ثانویه قرار گرفته است. این سنسور دقیقا ساختار و عملکرد سنسور موقعیت دریچه ی گاز اصلی را دارد.

عملگر ترمز سیستم کنترل رانش:

n عملگر ترمز سیستم کنترل رانش شامل دو سوپاپ سولنوئیدی قطع کن و سه سوپاپ فنری می باشد که فشار روغن ترمز در چرخ های عقب راست و چپ را تنظیم می کند . چرخ های عقب به طور مستقل از طریق عملگر سیستم ABS بر مبنای سیگنال گرفته شده از ECU سیستم ABS کنترل می شوند .

عملکرد :

n سوپاپ سولنوئیدی سیلندر اصلی،جریان هیدرولیکی را از سیلندر اصلی یا پمپ سیستم کنترل رانش به عملگر ABS را باز و بسته می کند.وقتی که سیستم کنترل رانش فعال است این سوپاپ فشار روغن ترمز از پمپ سیستم کنترل رانش به سیلندرهای ترمز دیسکی از طریق عملگرهای ABS را فراهم می کند.

این سوپاپ همچنین ازبرگشت سیال عمل کننده ی پمپ ABSبه سیلندر اصلی جلوگیری می کند.

n سوپاپ سلونئیدی مخزن بین سیلندر اصلی وسلونئید سه حالته ی ABS قرار دارد.این سوپاپ سیال را از سیلندرهای ترمز دیسکی عقب به مخزن سیلندر اصلی باز می گرداند.

n سوپاپ تنظیم فشار،فشار تولیدی روغن ترمز به وسیله ی پمپ سیستم کنترل رانش را کنترل می کند.

n سوپاپ اطمینان(relief valve) مدار را در فشار های بالا محافظت می کند.

n Check valve از نفوذ سیال از مجرای خروجی سیلندر ترمز دیسکی به پمپ سیستم کنترل رانش جلوگیری می کند.

عملکرد عادی سیستم کنترل رانش:

n در حالت عملکرد عادی وقتی پدال ترمز فشرده می شود ( در چرخها لغزشی وجود نداشته باشد ) همه ی سوپاپ های سولنوئیدی عملگر سیستم کنترل رانش غیر فعال می مانند . بنابراین با فشردن پدال ترمز روغن سیلندر اصلی که فشار را تولید کرده از طریق سوپاپ سلونئیدی اصلی به عملگر ABS (سوپاپ سه حالته ) و از آنجا به سیلندر چرخ ها می رسد.وقتی که پدال را رها می کنیم روغن از سیلندر چرخ به سیلندر اصلی باز می گردد .

n در طول شتاب گیری وسیله ی نقلیه ( سیستم کنترل رانش فعال باشد) ECU لغزش را حس می کند و با کنترل گشتاور موتور و ترمز چرخ های عقب از لغزش جلوگیری می کند .

n فشار روغن ترمز اعمالی در چرخ های عقب چپ و راست به صورت جداگانه در سه حالت کنترل می شوند:

n 1- افزایش فشار

n 2 - تثبیت فشار

n 3- کاهش فشار

حالت افزایش فشار:

وقتی پدال گاز فشرده شود و چرخ شروع به لغزش کند:

n همه ی سوپاپ های سولنوئیدی در عمل کننده ی ترمز سیستم کنترل رانش به وسیله ی سیگنال رسیده از ECU سیستم ABS فعال می شوند.

n سوپاپ های سولنوئیدی سه حالته در عمل کننده ی سیستم ABS در حالت افزایش فشار به کار گرفته می شوند.

n سوپاپ سلونئیدی سیلندر اصلی فعال می شود و روغن پر فشار پمپ سیستم کنترل رانش بعد از عبور از سوپاپ سولنوئیدی اصلی به سوپاپ سه حالته رسیده و و از آنجا به سیلندر چرخ اعمال می شود.

n سوپاپ سلونئیدی مخزن فعال می شودواجازه می دهد که سیال به پشت مخزن سیلندر اصلی جریان پیدا کند.

n فشار تخلیه ی پمپ سیستم کنترل رانش به وسیله ی سوپاپ تنظیم فشار ثابت نگه داشته می شود.

حالت تثبیت فشار :

وقتی که فشار روغن ترمز در چرخهای عقب بنا برنیاز افزایش یا کاهش پیدا می کند سیستم به حالت ثبوت سوئیچ می شود .

این تغییر حالت با به کار گیری سوپاپ سلونوئیدی سه وضعیته عملگر abs انجام می گیرد . در نتیجه فشار پمپ trac و یا جریان مایع ( از طریق بسته شدن پورت (d به سیلندر ترمز دیسکی بلوکه می شود .

حالت کاهش فشار :

n برای کاهش فشار سیلندر ترمز عقب ، واحد کنترل الکترونیکی abs از سوپاپ سه وضعیتی عملگر abs استفاده می کند . فشار هیدرولیک اعمال شده به سیلندر ترمز از طریق شیر سه وضعیته به انباره سیلندر اصلی و به انباره داخل عملگر abs از طریق سوپاپ سلونوئیدی قطع کن باز می گردد .

n بدین ترتیب فشار روغن ترمز کاهش پیدا می کند .

کنترل سرعت چرخ :

n Ecu سیستم کنترل گشتاور دائما سیگنالهایی از چهار سنسور سرعت دریافت می کند و سرعت هر چرخ را محاسبه می کند . در عین حال این واحد سرعت خودرو را براساس سرعت دو چرخ جلو تخمین می زند و یک مبنا برای کنترل سرعت تعیین می کند .

n وقتی که پدال گاز را بر روی جاده لغزنده می فشاریم چرخهای محرک شروع به لغزش می کنند و سرعت این چرخها از سرعت مبنایی که واحد کنترل تعیین کرده تجاوز می کند . در این زمان واحد کنترل یک سیگنال بسته شدن به موتور الکتریکی دریچه ثانویه می فرستد .

این سیستم ، سیستمی است که مکمل سیستم ترمز ضد قفل بوده و با پیشرفت فناوری و داشتن مزایایی از قبیل :

1- جلوگیری از حرکت ناپایدار خودرو

2- جلوگیری ازسایش لاستیک

3- جلوگیری ازایجاد بار اضافی بر سیستم انتقال قدرت-

4- جلوگیری ازایجاد لغزش در هنگام استفاده ازدنده معکوس-

5- بهینه سازی مصرف سوخت و ...

نصب این سیستم بر روی خودروها ضروری است .

تهیه کنندگان حمید یاوری - بهنام عقبی