【自動車用語辞典:車両制御「トラクション・コントロール」】タイヤの空転を抑えて車両の安定性と加速性を確保する技術

■駆動輪速度と車体速度を比較してタイヤのスリップを判定

●ABSと統合されて横滑り防止システムに

TCS(トラクション・コントロール・システム)は、滑りやすい路面や大きな駆動力によって発生する駆動タイヤの空転(ホイールスピン)を抑えて、発進時や加速時の車両安定性と加速性を確保するシステムです。

タイヤの空転を防止するTCSのシステムと制御技術について、解説していきます。

●TCSシステムの概要

滑りやすい路面や急加速時に、路面との摩擦を上回るトルクによってタイヤがグリップ力を失い、空転して車体姿勢が不安定になる場合があります。このときエンジントルクを制限するとともに、空転している車輪に制動力を加えることで走行を安定させるのがTCSシステムです。

トラクションとは、タイヤが路面に対して発生する駆動力のことです。

TCSでは、ABSと同様に駆動輪速度と車体速度を比較することによって、タイヤのスリップ状況を判定します。駆動力の制御は、エンジントルクの抑制(スロットル開度や点火時期の調整、燃料カットなど)と駆動輪の制動力制御を組み合わせて行います。

●TCSの構成

システムは、TCS-ECUや各輪の車輪速センサー、ブレーキアクチュエーター、エンジントルクを制御するエンジンECU、電子制御スロットルなどで構成されます。

ABSシステムにエンジン制御機能を追加し、さらにブレーキ制御のためにTCS用のブレーキアクチュエーターを装備しています。ブレーキアクチュエーターは、ABSアクチュエーターをベースにプレッシャーレギュレートバルブを追加して、マスターシリンダーやリザーバー、同バルブにそれぞれにカットインバルブを追加しています。

●TCS制御

TCSでは、以下のように制御して適正な駆動力を確保します。

アクセルが急激に踏み込まれて、エンジン駆動力がタイヤと路面間の摩擦力より大きい場合、駆動輪速度は急激に上昇し、空転(スリップ)が発生します。駆動輪速度が規定値よりも超えた場合は、空転が発生したと判定します。

空転判定すると、制動力制御とエンジントルク制御を開始し、駆動輪速度が低下して規定値を下回った時点でブレーキ油圧とエンジントルクを保持します。

さらに駆動輪速度が低下して制御の終了基準を下回ると、ブレーキ油圧を下げながらエンジントルクをドライバーの要求値に徐々に戻していきます。

TCSの制御
TCS制御のフローチャート図

●悪路でも活用

TCSでは、空転している駆動輪だけにブレーキをかけることで、空転を抑えると同時にデファレンシャルギヤを介して、駆動力が伝わらなくなった反対側の車輪に駆動力を伝えることができます。これにより、左右輪の摩擦係数μが異なるような悪路でも安定した発進加速ができるので、トラクション機能を高めたTCSシステムはSUVで活用されています。


ABSは制動時のための安全制御技術、TCSは走行時の安全制御技術です。目的は異なりますが、いずれもドライバーの意思とは関係なく、ドライバーに代わって車両を安定させる技術で制御方法は類似しています。

最近のクルマは、ABS(別頁で解説)とTCSを組み合わせて使い、最終的にはESC(横滑り防止システム:別頁で解説)へと統合されて搭載されています。

(Mr.ソラン)

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