修理情報
トラクションコントロールシステムとは何ですか？
2021年7月30日
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意味
TCSが行うこと
トラクションコントロールシステムは、駆動力を路面グリップに合わせて調整するのに役立ちます。
トラクションコントロールシステムの制御装置はコンピュータです。コンピュータは4つの車輪の速度とステアリングホイールの操舵角を検出します。車両が加速する際、駆動輪と非駆動輪の速度差が大きすぎる場合、コンピュータは直ちに駆動力が大きすぎると判断します。
システムはその後、エンジンオイルの供給量を減らし、駆動力を低下させるための指令信号を送信し、それによって駆動輪のスリップ率を低減させる。
コンピューターは、ステアリングホイール角度センサーを通してドライバーの操舵意図も把握します。そして、左右の車輪速度センサーを用いて左右の車輪速度の差を検出し、車両がドライバーの意図通りに操舵されているかどうかを判断します。
アンダーステアまたはオーバーステアが検出されると、コンピューターは駆動輪にかかる力が大きすぎると判断し、駆動力を低減するよう指令を出します。これは、車両がドライバーの操舵意図により忠実に従うようにするためです。
導入
ASR / 加速スリップ制御
ASRは、始動時および加速時の駆動輪のスリップを防止します。
ASRはAcceleration Slip Regulation（加速スリップ制御）の略です。トラクションコントロールシステム、または駆動系アンチスキッドシステムの一種で、特に高出力車において、発進時や加速時に駆動輪がスリップするのを防ぐことを目的としています。これにより、車両の走行方向の安定性を維持することができます。
ASRは、スロットル開度を小さくすることでエンジン出力を低減したり、ブレーキを介してホイールスリップを制御したりすることができます。ASRを搭載した車両では、アクセルペダルからガソリンエンジンのスロットル、またはディーゼルエンジンの噴射ポンプレバーへの機械的な接続が、電子制御式のスロットル装置に置き換えられています。
センサーがアクセルペダルの位置と車輪速度の信号を制御ユニットに送信すると、制御ユニットは制御電圧信号を生成します。サーボモーターはこの信号に基づいてスロットル位置、つまりディーゼルエンジンレバーの位置を再調整します。その後、位置信号が制御ユニットにフィードバックされ、ブレーキを適切なタイミングで調整できるようになります。
ASR（自動速度制御システム）非搭載の車両が滑りやすい路面を走行すると、加速時に駆動輪が滑りやすくなります。後輪が滑ると、車両は横滑りしやすくなり、前輪が滑ると、車両は方向を見失いやすくなります。
ASR（自動操舵システム）を搭載していれば、加速時にこのような現象は発生しないか、あるいは軽減されます。旋回時に駆動輪が滑ると、車両全体が片側に流れてしまうことがあります。ASRは、車両が正しい進路を維持するよう操舵を支援します。
つまり、ASRはエンジンの駆動トルクを最大限に活用することで、始動時、加速時、操舵時の安定性を確保する。
ASRとABSの違いは、ABSはブレーキ時に車輪をロックすることでスリップを防ぐのに対し、ASRは加速時に駆動輪が滑ることでスリップを防ぐ点です。ASRはABSの拡張版であり、両者は互いに補完し合う関係にあります。
ASRは一部の高級車にのみ搭載されていましたが、ASRとABSの性能および技術的な統合性から、ABSと同等の人気になると期待されています。
役割
トラクションコントロールの役割
トラクションコントロールは、安定性、加速性能、登坂能力を向上させます。
路面が滑らかな場所でブレーキをかけると、車輪が滑って方向を見失うことがあります。同様に、発進時や急加速時にも駆動輪が滑ることがあります。雪道や凍結路などの路面が滑らかな場所では、これが方向の喪失につながり、危険な状態になる可能性があります。トラクションコントロールは、こうした問題を解決するために設計されています。
トラクションコントロールシステムは電子センサーに依存しています。駆動輪の回転速度がスリップしている状態、つまり駆動輪の回転速度よりも低い状態を検知すると、点火時期の調整、バルブ開度の減少、スロットル開度の減少、シフトダウン、またはブレーキ操作などの信号を送り、スリップを抑制します。
トラクションコントロールは、走行安定性、加速性能、登坂能力を向上させることができる。かつては主に高級車に搭載されていたが、2008年から2013年にかけては多くの一般乗用車にも搭載されるようになった。
ABSと併用することで、トラクションコントロールは車両の安全性能をさらに向上させます。トラクションコントロールシステムとABSは、車軸上のホイールスピードセンサーを共有し、トリップコンピューターに接続してホイールスピードを常時監視することができます。
低速走行時にスリップが検出されると、トラクションコントロールは直ちにABSに通知し、ホイールスリップを低減します。高速走行時にスリップが検出されると、トラクションコントロールはトリップコンピューターにコマンドを送信し、エンジンの回転数を下げるか、トランスミッションのシフトダウンを指示します。これにより、スリップしているホイールのさらなるスリップを防ぎ、車両が制御不能になるのを防止します。
メーカーによって、同様の機能でも異なる名称が使われている。メルセデス・ベンツはASR、トヨタはTRC、BMWはDTC、キャデラックはTCSと呼んでいる。
分類
2つの制御方法
トラクションコントロールは主にブレーキトルク制御とエンジントルク制御を使用します
制動トルク制御方法
ブレーキトルクは、アイドリング状態になりかけている駆動輪に加わります。エンジンからの余剰トルク出力はブレーキで消費され、ABSと同様に、車輪のスリップ率を所望の範囲内に制御します。
ブレーキ制御方式はエンジン制御方式よりも反応が速く、発進時や、高グリップ路面から低グリップ路面への急激な変化時におけるホイールスピンの防止に効果的です。
ブレーキ制御方式では各駆動輪を個別に制御することも可能であり、差動ロック装置も同様の機能を持つ。しかし、この方式ではブレーキ内部で熱が発生するため、エンジンの余剰動力が消費される。その結果、ブレーキが過熱し、耐用年数に影響を与え、車両の燃費向上にも寄与しない。
エンジントルク制御方法
エンジントルク制御方式は、駆動輪へのエンジントルク入力を制御し、車輪のスリップ率を適切な範囲内に維持する。
燃料噴射量、点火タイミング、スロットル開度を変化させることで、路面状況に応じて駆動輪に最適な駆動トルクを伝達します。ブレーキトルク制御とエンジントルク制御は、個別に、または組み合わせて使用できます。
ブレーキ制御と比較すると、エンジントルク制御は応答が遅い。また、非対称な路面では、常に最適な走行制御を実現できるとは限らないという重要な問題点もある。その有効性は、ABS制御システムの低選択時と同程度である。
より優れた走行制御を実現し、燃費、出力、方向安定性、操縦性を最大限に高めるため、トラクションコントロールはエンジントルクとホイールブレーキの統合制御へと移行しつつある。
まとめ
TCSは駆動輪のスリップを防ぎ、より安全な加速をサポートします。
トラクションコントロールシステム（ASR、TRC、DTC、TCS）は、駆動輪のスリップを制御するために設計されたシステムの異なる名称または関連する実装です。このシステムは、車輪速度、操舵角、および車両の挙動を監視することで、車両がトラクションを失い始めたときに過剰な駆動力を軽減するのに役立ちます。
ブレーキトルク制御は素早く反応し、エンジントルク制御は燃料噴射、点火タイミング、スロットル開度によって出力を調整します。トラクションコントロールは単独でも、ABSと併用しても、発進時、加速時、操舵時、登坂時、滑りやすい路面での走行時の安定性を向上させます。
