【IoT用語集】トラクションコントロールシステムとは?

 【IoT用語集】トラクションコントロールシステムとは? – 記事

はじめに

トラクションコントロールシステムとは、タイヤの回転数を制御する、自動車・オートバイの制御機構の一つです。一般名詞としてはTraction Control System (TCS)として知られていますが、各社で呼び名が異なっています。
トヨタではTRC, 日産ではVDC, マツダ・ホンダではTCSと呼ばれています。別名として、アンチスリップレギュレーションと呼ばれることもあります。Anti-Brake System(ABS)と組み合わせて搭載されることが最近のモデルの車両ではほとんどであるため二つの技術が同じものであるかのように誤解されることもありますが、単純化すると、ABSがタイヤの空転を止めるにとどまるシステムであるのに対し、TCSは回転数の制御まで行うことができます。

TCSの目的

目的としては、特に発進時・制動時に、タイヤの空転や、車の滑りを防止し、安全運転に役立てることです。道路状況としては凍結路面や滑りやすい路面の走行に力を発揮することができます。こうした状況で、タイヤが高回転のままで空転している状態で、無理にアクセルを踏み込んで、スピードを出そうとしたとします。すると、少し乾いた路面から急発進で思わぬ高スピードが出てしまい、事故につながること、あるいは挙動の不安定からの事故などが想定されます。
タイヤと路面の摩擦力よりトルクが大きい場合はタイヤが空転しますが、凍結路面やぬれた路面だと空転が起こりやすくなるので、トルクを下げることにより車体を安定させよう、という装置がTCSです。
TCSはこのように車の安全走行を助ける装置ですが、ABS・走行時の挙動に力を発揮する横滑り防止装置などとも組み合わされて、事故の発生率をより低下させることができます。将来の自動運転車両にも、TCS ・ABS・横滑り防止装置が走行中の車の安全性を向上させる制御装置(アクティブセーフティ装置)として、三点セットで搭載されるものとみられています。

TCSの仕組み

センサーで速度とタイヤ回転数を検知
TCSの仕組みの第1の特徴は、速度センサー技術にあります。基本的に4輪のすべてにセンサーがついています。駆動輪と非駆動輪とのセンサーを区別して、「駆動輪速度センサー」と「非駆動輪速度センサー」と呼び名を変えて呼ぶことがあります。
タイヤの回転数の異常値を他の制御系の仕組みに伝えるため、センサーでデータをとるものです。
②エンジンの出力コントロール
①で検知したデータは、エンジンの電子制御系ユニット(ECU)に伝達されます。伝達したデータをもとに、

  • 燃料噴射量の調整
  • エンジン回転数調整
  • 上記の組み合わせによる出力調整

を行い、上がりすぎているエンジン回転数や馬力を調整します。
③ABSを作動させる
TCSのアクチュエータから信号をABSに送って、動作させます。タイヤの回転数がこれで低下します。
④タイヤの回転数をコントロール
ABSが動作した時点では、まだタイヤの回転数には各車輪でばらつきがあり、このばらつきが安定走行を妨げてしまいます。そこで、TCSは、すべてのタイヤの回転数を同じにするように制御します。
⑤ATのシフトスケジュールをコントロール
一部の高性能AT車両は、シフトによる変速プログラムとTCSが連動しています。タイヤの回転数に連動して変速することにより速度・挙動が急に変動することを防止することができます。

TCSの弱点

①ぬかるみや積もった雪道での利用には向かない
TCS車両では、タイヤの高回転を必要とする発進場面においても回転を止める方向でTCSが作動してしまいます。また、TCSにより、エンジンの出力も落ちていますが、それではぬかるみや雪道からの脱出が困難になってしまいます。
そこで、TCSのON/OFFをスイッチで操作し、ぬかるみや雪道に対応することとなります。
②ドリフトなどを必要とする、スポーツ走行には向かない
駆動輪をわざと高回転させ、トルクが強い走行を行うドリフト走行もTCSには向いていません。
③ドライバーの能力が一部モータースポーツでは搭載車では適切に評価できない
F1のように、TCSを禁止するモータースポーツのカテゴリもあります。これに対して、MotoGPのような二輪車のレースでは、安全を優先させるといった理由からか、比較的にTCSを受け入れるレースが多くなっています。
④横滑りはコントロールできない
そこで、横滑り防止装置が開発され、欧米では多くの車に搭載されています。日本では普及が進んでおらず、安全技術上の一つの課題とされています。横滑り防止装置は、TCSが主に発進時・駆動時に強いシステムであるのに対して、走行時の挙動をコントロールします。

まとめ

走行時時事故予防の車載技術には、TCS・ABS・横滑り防止装置といった走行中の制御装置だけでなく、例えば車間距離維持運転システム、ブレーキアシスト、衝突物センサーなどのドライバーをアシストする装置の組み合わせが使われています。
有人走行の場合の走行安全性はこれらの装置で相当に上がることが期待されており、現に日本も諸外国も死亡事故が減少傾向にあります。自動走行の際は、道路側にも自動走行にあった安全走行のためのシステム・装置が必要になるものとみられていますが、TCSも道路側に合わせてどのように進化していくのか、今後の展開を注視したいものです。

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