トラクションコントロールシステム

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トラクションコントロールシステム(Traction Control System、略称 TCS)は自動車の制御機構の一種で、発進・加速時のタイヤの空転を防止する装置である。一般的に使用される略称はTCSであるが、トヨタ自動車では、TRCTRaction Control)、三菱自動車では、TCLTraction ControL)という異なる略称をそれぞれ用いて呼称している。アンチスリップレギュレーション(Anti-Slip Regulation、略称ASR)とも呼ばれる。近年ではオートバイでも採用されている。

概要[編集]

自動車が発進・加速を行う際にタイヤへと伝わる強い駆動力は、時として走行路面の摩擦係数との関係からタイヤの空転(ホイールスピン)を引き起こす可能性がある。空転は駆動力を無駄に消費するのみならず、自動車を不安定な状態にすることが多く、安全面でも大きな問題となる。従来は、運転者がアクセルペダルの踏み込みを細かく調節して空転を防止する必要があった。

トラクションコントロールシステムは、車両速度と各タイヤの回転速度などから空転を把握し、エンジンからの駆動力を低減・調節して空転状態を解消する。これにより、特に降雪などで摩擦係数が低下している路面において、ドライバーの能力とは独立に自動車の安定性が高まることになる。このことから、トラクションコントロールシステムはアクティブセーフティを実現する機能の一つと考えられている。

このように有用な装置ではあるが、この装置は前後進時のタイヤの空転防止、すなわち前後方向の車両の不安定挙動はある程度対処できるが、横滑りに代表されるような横方向の車両の不安定挙動には対処できない。そのためトラクションコントロールシステムの完成後は、同システムに加えアンチロック・ブレーキ・システムなどの技術を活用して横滑り防止機構の開発に各メーカーが勤しむこととなった。

機構[編集]

大きく分けて以下のような部品で構成されている。

  • 空転を検知するためのセンサー
  • システムの中枢であるECU(Electronic Control Unit)
  • 実際に空転を抑える動作を担う各種部品

実際にはメーカーによって細かい部品構成は異なるものの、このように大きく3つに分けることができる。空転防止の動作のプロセスは次の通りである。

トラクションコントロールシステム装備車には、4つの車輪それぞれに車輪速度センサーが取り付けられている。二輪駆動車においては、駆動輪に取り付けられるセンサーは駆動輪速度センサー、駆動輪ではない車輪に取り付けられるセンサーは従動輪速度センサーと呼び分ける場合がある。これらのセンサーを空転検知のために使用する。このセンサーで、常に四輪それぞれの回転速度のデータをECUと呼ばれるコンピュータに送っている。

ECUとは、マイコンの一種であり、空転の有無の把握をしたり、空転が発生したら、それを抑制しようとエンジン系の制御部品に命令を発したりする、トラクションコントロールシステム全体を司るコンピュータである。ECUは四輪それぞれの回転速度を各輪比較しながら常にチェックしており、もし四輪全輪のうち、駆動輪片輪、もしくは両輪がそれ以外の車輪より回転速度が上がった場合、その車輪は空転を起こしている、もしくは空転を起こしかけているとECUが判断する。

車輪速度センサーから得られたデータによってECUが空転を検知したら、空転を起こしている駆動輪に伝達されている駆動力を調節して空転状態を解消すべく、ECUはエンジン系の制御部品にエンジンへの燃料供給量を絞るよう信号を送る。そのエンジン系の制御部品とは、非トラクションコントロールシステム装備車にも搭載されているような既存の制御部品である、電子制御スロットルもしくは燃料噴射装置であり、これを活用して燃料供給量を制御して駆動力を調節する。メーカーによっては、トラクションコントロールシステム用のサブスロットルを別に設けているものもある。

メーカーによっては、エンジン系の制御部品による駆動力調節に加え、アンチロック・ブレーキ・システムのようなブレーキ系の制御部品にもECUが信号を送って、空転を起こしている車輪に制動力を加えさせ、空転状態解消の一助とさせようとするものもある。または、オートマチックトランスミッション(AT)にも働きかけて、ATのシフトスケジュールをトラクションコントロールシステム作動時用に切り替えさせるものもある。

オフスイッチ[編集]

万一誤って自動車のタイヤがぬかるみや雪にはまって走行できなくなってしまった場合(「スタック」と呼ばれる状態)、アクセルペダルを深く踏み込んで意図的に駆動輪を空転させるほどの駆動力をもって脱出を試みるが、トラクションコントロールシステム搭載車の場合、システムが空転を防止しようと駆動力を抑えてしまうためにこの手段が取れなくなってしまう。よってトラクションコントロールシステム搭載車はこういう状況を想定して、トラクションコントロールシステムの機能をオフにするスイッチが運転席そばのセンターコンソール、もしくはインストルメントパネルに設置されている場合が多い。横滑り防止機構装備車では、横滑り防止機構の機能オフスイッチの使用によって、トラクションコントロールシステムの機能も同時にオフにできるようになっているものもある。

このスイッチは、意図的に駆動輪を空転させて俊敏な加速をしたりするようなレーシーな走りを行いたい場合にも活用はできるが、車種によってはある一定速度(例えば時速40km)を超えるとトラクションコントロールシステムの機能がオンになるものもあるので、この場合はトラクションコントロールシステムを無効にした走行は限定される。たいていのものはトラクションコントロールシステムをオフにしたままエンジンを切った場合でも、次回エンジン始動時は再びトラクションコントロールシステムの機能がオンになるように設定されている。

これら自動オン機能は、安全面を考慮してのメーカー側の配慮によるものであるが、そのような点や事故防止の観点からも、このトラクションコントロールシステムのオフスイッチは、緊急時でない限りむやみに使用する行為は慎んだほうが良いといえる。

モータースポーツ[編集]

モータースポーツにおいては、特にレースのスタート時やコーナーからの立ち上がりにおいて、一般車両よりはるかに大きな駆動力がタイヤに与えられることになる。また、ラリーにおいては凍結路面やグラベルといった摩擦係数の低い路面が舞台となる。こうした状況でより高速に走行するためには、必然的に空転を防ぐ操作が必要になる。

このため、1980年代から1990年代にかけて多くのレース用車両にトラクションコントロール機能が導入されるようになったが、こうした機構がドライバーの技能差を埋めてしまうため、スポーツとしての興味がそがれるという批判も多い。ただし、トラクションコントロール介入寸前の「美味しい領域」を使いきれるか否かはドライバーの技能次第となる。また、開発にかかる経費などを抑制する必要性も叫ばれ、トラクションコントロール機能を禁止としたレースカテゴリーもある。

F1[編集]

F1では、1994年を以って使用禁止となったものの、ECUは各チーム独自のものを使用しているため、使用の有無を検査する手法がなく、やむなく2001年より使用を許可していた。しかし、2007年にトラクションコントロールに関するルールがFIA により変更され、2008年よりECUのワンメーク化に伴い、再度使用禁止が決定した。

MotoGP[編集]

ロードレース世界選手権では、最高峰クラスが2002年よりそれまでの2ストローク500ccのGP500から、4ストロークエンジンのMotoGPクラスへと変更されたことで細やかな電子制御が使用可能となったことに加え、マシンやエンジンの熟成が進むにつれ2ストローク以上のトルクを発生することから、各メーカーがトラクションコントロールを導入している。F1などと違いレギュレーション上使用が認められていること(これは自動車と違い駆動輪が1輪のみであることもあって、安全面を考慮してという側面もある)と、F1で使用されていた頃と比べ技術革新が進んでいることもありGPSなどと連動させることで、サーキットの各コーナーごとに制御の強弱を変更するレベルまで熟成されている(なお2010年のレギュレーション改定でGPSと電子制御の連動が禁止されている)市販車両ベースで開催されるスーパーバイク世界選手権でもトラクションコントロールの使用が認められており、その関係でベース車両となるスーパースポーツ車両の一部では市販車状態で装備されている車種も存在する。

関連項目[編集]