Bagaimana Kontrol Stabilitas Elektronik Menyelamatkan Nyawa dengan Memperbaiki Selip

9

Lanskap keselamatan otomotif berubah secara drastis pada pertengahan tahun 1990an. Sebelum era ini, jika Anda kehilangan kendali di jalan raya yang basah, refleks dan keberuntungan Andalah yang akan membuat Anda tetap tegak. Lalu datanglah kontrol stabilitas elektronik (ESC). Ini bukan sekedar peningkatan; itu adalah pemikiran ulang mendasar tentang dinamika kendaraan.

Bosch, pemasok Jerman, merekayasa iterasi pertama sistem ini. Mereka tidak hanya menyerahkannya kepada publik. Mereka memasangnya di Mercedes-Benz S-Class dan BMW 7-series, dua sedan mewah paling bergengsi yang ada saat itu. Mobil-mobil ini menjadi yang pertama memanfaatkan perangkat peraturan dan keselamatan baru ini.

Lebih dari satu dekade telah berlalu sejak diperkenalkannya hal tersebut. Teknologi sudah ada di mana-mana saat ini, namun brandingnya masih terfragmentasi. Produsen mobil menyukai akronim mereka. Audi menyebutnya ESP (Program Stabilitas Elektronik). Ford menggunakan Advance Trac. General Motors mereknya Stabilitrak. Porsche mengintegrasikannya sebagai Manajemen Stabilitas Porsche.

Terlepas dari perbedaan pemasaran, arsitektur dasarnya tetap sama. Sistem ini mengandalkan sensor berteknologi tinggi, komputer pusat kendaraan, dan intervensi mekanis yang tepat untuk menjaga mobil tetap pada jalur yang diinginkan.

Kita sering mengasosiasikan ketidakstabilan dengan mesin berperforma tinggi. Kita membayangkan sebuah Ferrari meluncur ke samping di lintasan. Kenyataannya jauh lebih biasa dan berbahaya. Mobil mana pun bisa keluar jalur. Hal ini paling sering terjadi ketika kondisi jalan menurun. Hujan, es, atau kerikil lepas dapat menghilangkan daya tarik secara instan.

Memahami dua mode kegagalan utama menjelaskan mengapa ESC diperlukan.

Understeer terjadi ketika roda depan kehilangan cengkeraman. Pengemudi memutar kemudi, namun mobil menolak mengikuti tikungan. Ia berjalan lurus ke depan, mengabaikan masukan. Hal ini sering kali disebabkan oleh memasuki tikungan terlalu cepat atau berkendara di permukaan dengan gesekan rendah.

Oversteer adalah kebalikannya. Roda belakang kehilangan traksi sementara roda depan mempertahankan cengkeramannya. Bagian belakang mobil berayun keluar. Kendaraan berbelok lebih tajam dari yang diinginkan pengemudi. Jika tidak dicentang, mobil akan lepas kendali.

ESC mengatasi kedua skenario tersebut. Hal ini tidak mencegah hilangnya traksi sepenuhnya. Sebaliknya, ia mendeteksi penyimpangan dan bertindak. Sistem ini menerapkan rem pada masing-masing roda dan dapat mengurangi tenaga mesin untuk mengembalikan keseimbangan. Ini mengoreksi understeer dengan mengerem roda depan luar. Ini memperbaiki oversteer dengan mengerem roda belakang luar.

Teknologi ini bekerja secara diam-diam hingga Anda membutuhkannya. Kemudian, ia beroperasi dalam milidetik. Bagi seorang penggila mobil, melihat mobil Anda meluncur dengan benar tanpa masukan dari pengemudi bisa terasa seperti curang. Namun dalam keadaan darurat, intervensi tersebut merupakan pembeda antara nyaris celaka dan tragedi.

Mekanisme Intervensi

Bagaimana sistem mengetahui kesalahan yang Anda lakukan? Ini membandingkan sudut kemudi Anda dengan jalur mobil sebenarnya. Jika sensor mendeteksi adanya ketidaksesuaian—yang berarti mobil tidak melaju sesuai arah yang dituju—komputer akan menghitung koreksi yang diperlukan.

Ia menggunakan sensor kecepatan roda, sensor kecepatan yaw, dan sensor akselerasi lateral. Masukan ini menciptakan model dinamika kendaraan secara real-time. Ketika model memperkirakan hilangnya kendali, ESC akan bertindak.

Proses ini tidak terbatas pada perkerasan kering. Ini sangat penting dalam lingkungan dengan traksi rendah. Salju, es, dan

ESC tidak beroperasi dalam ruang hampa. Mereka adalah pemain tim yang memanfaatkan data dari pengereman anti-lock dan kontrol traksi untuk menghentikan kecelakaan sejak awal. Otak dari operasi ini? Sensor kontrol yaw.

Ia berada di jantung geometris sasis. Biasanya terkubur di bawah floor pan, tepat di antara jok depan. Jika Anda duduk di kursi pengemudi, letaknya dekat siku kanan Anda. Itu bukan suatu kebetulan. Itu fisika.

Apa sebenarnya yaw itu?

Lupakan jargon bahari. Yaw adalah rotasi di sekitar sumbu Z vertikal. Bayangkan sebuah peniti tertancap di tengah kupu-kupu. Kupu-kupu berputar di sekitar pin itu. Itu menguap. Sensor berada tepat di tempat pin akan dituju.

Ketika mobil mulai berputar terlalu tajam—atau tidak cukup—sensor akan menyadarinya. Ia berteriak ke komputer. Komputer kemudian memutuskan siapa yang menerima pukulan tersebut.

Itu tidak hanya menginjak keempat rem. Itu tidak efisien. Ini menargetkan roda tertentu. Roda yang paling mampu menstabilkan kendaraan akan mendapat tekanan. Ini juga memotong throttle. Memperlambat mesin. Meredam rotasi.

Tujuannya? Penyelarasan sederhana. Sistem membandingkan sudut kemudi dengan vektor mobil sebenarnya. Jika tidak cocok, komputer akan memaksanya menjadi selaras. Itu membuat mobil melaju ke tempat yang Anda tunjuk, meskipun naluri Anda mengatakan sebaliknya.

Untuk memahami keseluruhan cakupan orkestra elektronik ini, kita perlu melihat para pemainnya.

Komponen Kontrol Stabilitas Elektronik

Sensor yaw adalah konduktornya, tetapi memerlukan orkestra untuk bermain.

1. Sensor Kecepatan Yaw
Ini adalah masukan utama. Ini mengukur kecepatan sudut. Seberapa cepat mobil berputar pada sumbu vertikal? Jika Anda memutar roda dengan keras ke kiri, namun mobil hanya bergerak ke kiri, maka laju yawnya rendah. Sistem mengetahui bahwa Anda mengalami understeering. Ini mendeteksi perbedaan tersebut.

2. Sensor Sudut Kemudi
Ini memberi tahu komputer apa yang ingin dilakukan oleh pengemudi. Anda memutar roda 30 derajat ke kiri. Sensor melaporkannya. Jika sensor yaw menunjukkan mobil masih berjalan lurus, berarti ada masalah. Sistem sekarang mengetahui Anda mendorong ban depan melewati batas cengkeramannya.

3. Sensor Kecepatan Roda
Setiap roda memiliki satu. Mereka memantau kecepatan rotasi. Data ini dimasukkan ke dalam ABS dan kontrol traksi, tetapi ESC menggunakannya lebih dari sekadar mengunci roda. Ini menghitung sudut slip. Apakah roda belakang berputar lebih cepat dari depan? Mobil mengalami oversteering. Ini mencoba untuk berputar. Sistem melihat ketidakcocokan.

4. Akselerometer Lateral
Terkadang dipasangkan dengan sensor yaw, perangkat ini mengukur gaya G yang mendorong Anda dari sisi ke sisi. Ini mengkonfirmasi data yaw. Apakah mobil benar-benar bergerak ke samping, atau apakah sensornya hanya berpikir bergerak ke samping? Redundansi itu penting. Jika percepatan lateral menunjukkan nol tetapi yaw menunjukkan tinggi, ada sesuatu yang salah. Sistem mempercayai kekuatan fisik atas laju rotasi dalam beberapa kasus tepi.

5. Modul Kontrol Mesin (ECM)
Rem saja tidak cukup. Anda perlu mematikan torsi. Modul ESC berkomunikasi dengan ECM melalui bus CAN. Ia meminta pengurangan throttle. ECM menarik bahan bakar atau menutup pelat throttle. Mesinnya terbatuk-batuk.

Bagaimana ESC Membajak Rem Anda untuk Menyelamatkan Hari

Sistem Pengereman Anti-lock (ABS) dulunya merupakan alat bantu utama pengemudi. Sebelum tahun sembilan puluhan, Anda harus memompa rem secara manual agar tidak terkunci dan tergelincir ke pohon. Itu adalah sebuah keterampilan. Kini, ABS memompanya secara elektronik, jauh lebih cepat daripada refleks manusia, menjaga mobil tetap lurus atau memungkinkan penyimpangan terkendali tanpa kehilangan kendali total. Electronic Stability Control (ESC) tidak hanya memperhatikan ABS; itu menjadikannya senjata.

ESC memonitor rotasi kendaraan dari sisi ke sisi di sekitar sumbu vertikalnya. Kontrol traksi menangani hal-hal dari depan ke belakang. Saat Anda meluncur, ESC membaca sensor yaw dan menyadari sudut kemudi tidak sesuai dengan jalur mobil sebenarnya. Saat itulah keadaan menjadi kejam. Ini mengaktifkan ABS pada masing-masing roda—terkadang hanya satu sudut—dan memotong throttle. Ini bukan tentang menghentikan mobil. Ini tentang membuat mobil berbelok ke tempat yang Anda inginkan, meskipun kaki Anda tidak melakukan apa pun kecuali melayang di dekat pedal.

Tiga Sensor yang Menjalankan Pertunjukan

ESC bergantung pada komputer pusat yang disalurkan oleh tiga aliran data berbeda. Jika ada yang berbohong, sistem akan gagal.

Sensor kecepatan roda terletak di setiap roda. Mereka mengukur kecepatan rotasi dan memasukkan data tersebut ke komputer. ECU membandingkan kecepatan roda dengan kecepatan mesin untuk mendeteksi slip.

Sensor sudut kemudi terdapat di kolom kemudi. Mereka melacak niat. Ke mana Anda ingin pergi? Data ini merupakan dasar untuk menentukan apakah suatu longsor sedang terjadi.

Sensor kecepatan rotasi, atau sensor yaw, dipasang di dekat pusat gravitasi mobil. Mereka mengukur percepatan lateral dan rotasi. Mereka memberi tahu komputer jika mobil berputar di luar kendali.

“Jika ada perbedaan antara sudut kemudi dan arah geser mobil, ESC akan bekerja dengan sistem kontrol traksi untuk mengaktifkan ABS pada roda yang tepat.”

Mengapa ESC Modern Mengalahkan Keterampilan Mengemudi Jadul

Anda mungkin ingat belajar melakukan counter-steer. Anda mungkin sudah menguasai pergeseran tumit-kaki. Tapi ESC lebih cepat. Bereaksi dalam milidetik. Seorang pengemudi manusia, bahkan seorang ahli sekalipun, memerlukan waktu untuk memahami perosotan, memproses kesalahan, dan menggerakkan roda dan kaki secara fisik. ESC melakukan semuanya bahkan sebelum otak menyadari kesalahannya.

Sistem mengaktifkan ABS pada roda sebanyak yang diperlukan. Satu roda? Keempatnya? Itu tergantung pada fisika slide. Ini mengurangi kecepatan sambil memperbaiki lintasan. Hasilnya adalah mobil yang menolak pergi ke tempat yang tidak Anda minta.

Skenario Dunia Nyata Saat ESC Menyelamatkan Hidup Anda

Bayangkan menabrak sebidang es hitam dengan kecepatan 60 mph. Ban Anda kehilangan cengkeraman. Mobil mulai oversteer. Bagian belakang berayun keluar. Di mobil yang lebih tua, Anda harus bergulat dengan kemudi dan mengatur throttle. Pada mobil dengan ESC, sistem mendeteksi kecepatan yaw, membandingkannya dengan sudut kemudi, dan mengerem roda depan luar. Ini seperti tangan tak kasat mata yang menarik hidungnya kembali ke jalur.

Atau pertimbangkan jalan keluar tikungan berkecepatan tinggi. Anda terlalu menekan. Mobil mengalami understeer, melaju menuju pagar pembatas. Kontrol traksi memutus tenaga. ESC juga dapat mengerem roda belakang bagian dalam untuk memutar mobil kembali ke puncak. Itu halus. Anda bahkan mungkin tidak merasakan hal itu terjadi. Anda baru saja sampai di pintu keluar tanpa menabrak.

Apakah ESC Sepadan dengan Biayanya?

ESC adalah standar pada sebagian besar mobil baru karena regulator menuntutnya. Namun manfaatnya bukan hanya sekedar peraturan. Itu mekanis. Sensornya murah. Kabelnya standar. Integrasi komputer berjalan mulus. Kerugian akibat kegagalan ESC diukur dalam nyawa. Biaya pemasangan dapat diabaikan bagi produsen.

Namun bagi Anda, sang pengemudi, ini tentang kepercayaan diri. kamu

Mengapa ESC Tidak Berhenti Setiap Kecelakaan

Mari kita perjelas apa sebenarnya fungsi Kontrol Stabilitas Elektronik (ESC). Ini bukanlah medan kekuatan sihir. Ini tidak akan menyelamatkan Anda jika Anda terjebak dalam kemacetan lalu lintas dan seseorang menabrak bumper belakang Anda. Itu adalah binatang yang sama sekali berbeda.

Saat Anda melewati kemacetan, sensor jarak mungkin akan mengirim pesan kepada Anda. Sistem penghindaran tabrakan mungkin mengerem. Tapi ESC? Ia duduk di tangannya. Ia tidak peduli dengan kedekatan Anda dengan mobil di depan. Tugasnya jauh lebih spesifik: ia turun tangan saat Anda kehilangan daya tarik.

Pikirkan kapan terakhir kali Anda menabrak sebongkah es hitam atau tumpahan minyak secara tiba-tiba di jalan raya yang hujan. Mobil mulai meluncur. Masukan kemudi Anda mengatakan “belok kiri”, tetapi mobil berjalan lurus atau lebih buruk lagi, berputar keluar. Keterputusan itu adalah tempat tinggal ESC. Ini memonitor kecepatan roda dan kecepatan yaw, membandingkan apa yang Anda perintahkan agar dilakukan mobil dengan apa yang sebenarnya dilakukannya. Jika datanya tidak cocok, sistem akan turun tangan. Ini menerapkan rem ke masing-masing roda dan memotong tenaga mesin untuk membantu Anda mendapatkan kembali cengkeraman yang sulit dipahami.

Angka Tidak Berbohong

Mengapa regulator begitu serius dengan teknologi ini? Karena statistik kematiannya jelek.

Lembaga Asuransi untuk Keselamatan Jalan Raya (IIHS) memperkirakan bahwa penerapan ESC secara luas dapat mencegah hingga 9.000 kecelakaan fatal setiap tahunnya. Itu bukanlah kesalahan pembulatan. Itu berarti ribuan nyawa.

Administrasi Keselamatan Lalu Lintas Jalan Raya Nasional (NHTSA) menelusuri lebih jauh. Mereka menemukan bahwa ESC mengurangi kecelakaan kendaraan tunggal sebesar 26 persen untuk mobil standar. Untuk SUV? Jumlahnya melonjak menjadi 48 persen.

Pikirkan tentang itu. SUV lebih tinggi, lebih berat, dan memiliki pusat gravitasi lebih tinggi. Mereka lebih mudah terguling daripada sedan. ESC pada dasarnya bertindak sebagai tambatan yang tidak terlihat, menjaga mesin-mesin yang lebih tinggi tetap berada di trotoar ketika jalan menjadi licin. Hal ini mengubah potensi jebakan maut yang terguling menjadi ketakutan yang dapat diatasi.

Adopsinya Cepat, Namun Tidak Instan

Statistik ini memaksa pemerintah AS. Mereka tidak hanya menyarankannya. Mereka mengamanatkannya. Pada tahun 2012, ESC diwajibkan pada semua kendaraan penumpang baru.

Namun pasar bergerak lebih cepat dari hukum di beberapa wilayah. Pada tahun 2009, Consumer Reports mencatat bahwa 73 persen dari semua mobil sudah dilengkapi ESC sebagai perlengkapan standar. Untuk SUV, angkanya sangat mencengangkan: 99 persen. Sebanyak 11 persen lainnya menawarkannya sebagai pilihan pada sedan.

Mercedes-Benz memimpin sejak awal, dengan memasang ESC sejak tahun 1995. Mereka tidak berhenti di sedan andalan mereka. Baik Anda mengendarai mobil Smart mungil atau Maybach mewah, kontrol stabilitasnya adalah standar. Mereka memahami bahwa fisika tidak peduli dengan lencana atau label harga Anda.

Intinya

ESC bukanlah pengganti cara berkendara yang baik. Anda tetap perlu melambat saat jalanan basah. Anda masih harus mengarahkan ke selip. Namun ketika refleks Anda terlalu lambat dalam hitungan milidetik, atau ban tidak mampu menahan aspal, ESC adalah pembeda antara nyaris celaka dan mengendarai truk derek.

Ini adalah salah satu teknologi tak kasat mata yang hanya Anda sadari saat teknologi itu hilang. Dan mengingat datanya, Anda mungkin tidak ingin mengetahui bagaimana rasanya berkendara tanpanya.


Artikel Terkait

  • Kuis Keamanan Mobil
  • 5 Video Uji Kecelakaan
  • 5 Video Mengemudi & Keselamatan Teratas
  • Cara Kerja Airbag
  • Cara Kerja Tiket Lalu Lintas
  • Cara Kerja Mobil Parkir Mandiri
  • Cara Kerja Kamera Lampu Merah
  • Apakah mobil benar-benar tahan kematian?
  • Apakah uji tabrak pernah menggunakan penumpang manusia yang masih hidup (atau sudah mati)?
  • Bagaimana cara kerja senjata kecepatan laser untuk mengukur kecepatan Anda?

Sumber

  • ConsumerReports.org. “Kontrol stabilitas elektronik menjadi standar pada tahun 2012.” September 2006. (10 November, 2009)http://www.consumerreports.org/cro/cars/new-cars/news/2006/nhtsa-proposal-to-make-esc-standard-on-all-cars-9-06/overview/nhtsa-proposal-to-make-esc-standard-on-all-cars-9-06.htm

  • Dang, Jennifer N. “Hasil Awal Menganalisis Efektivitas Sistem Kontrol Stabilitas Elektronik (ESC).” Administrasi Keselamatan Lalu Lintas Jalan Raya Nasional. September 2004. (10 November 2009)http://www.nhtsa.dot.gov/cars/rules/regrev/evaluate/809790.html

  • Lembaga Asuransi untuk Keselamatan Jalan Raya. “ESC dan bagaimana hal itu membantu pengemudi mempertahankan kendali.” (10 November 2009) http://www.iihs.org/ratings/esc/esc_explained.html

  • Lembaga Asuransi untuk Keselamatan Jalan Raya. “Tanya Jawab: Kontrol Stabilitas Elektronik.” Oktober 2009. (10 November 2009) http://www.iihs.org/research/qanda/esc.html

  • Anggota, Scott. “Kontrol Stabilitas: Keluarkan Yaw-Yaw Anda!” Edmunds.com. (10 November 2009) http://www.edmunds.com/ownership/safety/articles/45992/article.html

  • Administrasi Keselamatan Lalu Lintas Jalan Raya Nasional. “Standar Keamanan Kendaraan Bermotor Federal; Sistem Kontrol Stabilitas Elektronik; Kontrol dan Tampilan.” 5 April 2007. (10 November 2009) http://www.nhtsa.dot.gov/staticfiles/DOT/NHTSA/Rulemaking/Rules/Associated%20Files/ESC_FR_03_2007.pdf

  • Rosenberg, Jeremy. “Kontrol Stabilitas Elektronik.” Mobil.com. 18 Juni 2009. (10 November 2009)http://www.cars.com/go/advice/Story.jsp?section=safe&story=techStability&subject=safe_tech&referer=