【自動車用語辞典:車両制御「横滑り防止装置」】ABSとTCSの技術を発展させてクルマの横滑りを防ぐ仕組み

■旋回モーメントのずれから横滑りを判断する

●日・米・欧では装着が義務化

ESCは、「ABS(アンチロックブレーキシステム)」と「TCS(トラクションコントロールシステム)」、「ヨー制御」の3つの技術を組み合わせた横滑り防止システムで、さまざまな運転支援技術にも適用されています。

クルマの安全にとって不可欠で搭載が義務化されているESCシステムの制御について、解説していきます。

●ESCシステムの概要

クルマが急旋回する際、路面状況によってはオーバーステア(後輪の横滑り)やアンダーステア(前輪の横滑り)が発生する場合があります。

ESCは、制動時のタイヤロックを防止するABSと発進加速時の空転を防止するTCSの機能を進化させて、さらに旋回時のアンダーステアやオーバーステアなどの横滑り状態を検出して、クルマを安定化する制御です。

横滑りの検出は、操舵角センサーなどから求めるドライバーが目標とする車体進行方向のモーメントと、4輪の回転角などから求めた実際の車体進行方向のモーメントが一致するかどうかで行います。一致しない場合は、クルマが不安定な状態または横滑りが発生したと判定します。

●ESCの構成

システムは、各車輪の車輪速センサーに加えて、運転者操作を検出するためのセンサー(操舵角センサーやブレーキ油圧センサーなど)と車体挙動を検出するためのセンサー(ヨー角を検出するヨーレートセンサー、車両前後と左右の加速度センサーなど)の入力情報と、4輪独立に制動力を制御するアクチュエーター、ESC-ECUで構成されています。

ESC制御に加えて、ABSとTCS機能も備えており、エンジントルクを制御するためにエンジンECUと連携をとっています。

●ヨーレートセンサー

ヨーイングは、クルマの重心を通る上下軸を中心にコマのように回転する動きです。ヨーレートセンサーは、ヨーイングの回転角速度を計測するセンサーです。

ヨーレートセンサーは、振動子に車両の角速度が作用すると、回転方向と角速度変化に比例した電圧が発生する原理を利用したものです。

ESC制御の概念図
ESC-ECU(演算処理装置)が制御を行う仕組み

●ESC制御

各種センサーは、1秒間に100~1000回で演算し、ECUに入力情報として送信します。ESC-ECUは、それらの情報から1秒間に25回程度は走行状態をモニターします。

いろいろなセンサー出力から、ドライバーの目標とする車体進行方向のモーメントと、実際の車体の進行方向のモーメントを比較し、両者の差が規定値を超えるとESC制御を開始します。

アンダーステアは、ステアリングを切ってもクルマが外に振られる現象です。このときESCは、車両に内向きのモーメントを与えるために旋回内側後輪に制動力を与え、同時にエンジントルク制御も行います。一方オーバーステアの場合は、旋回力が強すぎて、最悪の場合はスピンしてしまいます。このときは、外向きのモーメントを与えるために旋回外側の前輪に制動力を与え、エンジントルクも制御します。

また雪道などの滑りやすい低μ路面でも、各輪の滑り状況を検出し、制動力とエンジントルクを制御するので、高い走行安定性を実現します。

ESCによる車体視線の安定化
クルマが外に膨らむ(アンダーステア)時は内向きの、内側に巻き込む(オーバーステア)時は外向きの旋回力を発生させ、姿勢を安定させる
ESC制御の流れ
ESC制御のフローチャート図

●ESCの義務化

死亡事故の約40%は横滑りが原因です。その一方で、ESCを搭載すると単独事故の30~40%減少させ、また横滑りを原因とする事故の最大80%も低減することが報告されています。

これらの効果を背景に、欧米に追従して日本でもESCの標準搭載が義務化されました。


クルマの基本性能である「走る」「止まる」「曲がる」のうち、「走る」を制御するTRCと「止まる」を制御するABSの2つ機能を統合して、「曲がる」を制御する機能を付加したのがESCです。

実用的で予防安全技術の核であるESCは、衝突安全や現在急進している運転支援技術などと連携しながら、総合的な安全技術へと進化しています。

(Mr.ソラン)

『自動車用語辞典』の最新記事
自動車用用語辞典トビラ
【自動車用語辞典:製造技術「レーザー・スクリュー・ウェルディング」】剛性アップにも効果的。トヨタが開発した新しい溶接方法
【自動車用語辞典:製造技術「ボディ溶接」】プレス成形された部位どうしをしっかりと接合させる技術
【自動車用語辞典:製造技術「プレス加工」】鋼板を型に合わせて加圧し、ボンネットやドアを成型する技術
【自動車用語辞典:車両制御「概説」】クルマに盛り込まれたさまざまな予防安全技術とは?
【自動車用語辞典:車両制御「シートベルトとエアバッグ」】衝突安全の根幹を支える2大装備
この記事もよく読まれています

あなたにおすすめの記事