سیستم کنترول کشش )Traction Control System) TCS) یا TRC

توضیح مختصر: اين سيستم كه در لحظه حركت اوليه خودرو، شتابگيري و دور زدن (بويژه در سطوح لغزنده)، به كمك راننده ميآيد، سيستم TCS را ميتوان  يكي از مكملهاي سيستم ABS تلقي كرد. اين سيستم، قبل از وقوع لغزش، از طريق مطابقت دادن گشتاور موتور با شرايط موجود سطح جاده و استفاده همزمان از سيستم ABS، لغزش را كنترل كرده و خودرو را به سمت جلو حركت ميدهد.

در جاده های برفی اگر بيش از اندازه گاز داده شود، چرخ‎هاي محرك شروع به هرزگردي می‎کنند(نسبت به هم) به دلیل وجود دیفرانسیل (در هر چرخ اصطکاک کمتری وجود داشته باشد سریعتر از چرخ دیگر میچرخد) این اتفاق میافتد.

چنانچه بیش از اندازه گاز داده شود و يكي از چرخ‎های محرك اتومبيل بيش از اندازه بچرخد و شروع به هرزگردي كند، این سيستم به‎ صورت اتوماتیک فعال می‎شود. بدین‎صورت‎ که با كاهش ميزان گاز، قدرت موتور را به‎ صورت مرحله‎اي تا ميزان مطلوب و لازم كاهش مي‎دهد و از هرزگردي چرخ محرك جلوگیری می‎کند.در سیستم کنترل کشش (TCS) که مکمل سیستم ترمز ضدقفل (ABS) است، حس‎گرهایی به دو چرخ متحرک خودرو متصل شده است که سرعت دورانی چرخ‎ها را اندازه‎گیری می‎کنند. درصورتی‎که این حس‎گرها سیگنال بفرستند که یکی از چرخ‎ها با سرعت بسیار بالاتری نسبت به چرخ دیگری در حال چرخیدن است و هرزگردی می‎کند، با کاهش نیروی اعمال شده بر چرخ، از هرزگردی جلوگیری می‎شود. البته سیستم کنترل کشش، گاهی در مواقع لزوم، از ترمزها نیز برای تنظیم سرعت دوران چرخ‎ها استفاده می‎کند.

 فیلم زیر نشان میدهد در جاده های برفی در هنگام شتاب گرفتن دوباره خودرو از حالت سکون به چه شکل از گیرپاچ چرخ جلوگیری میکند.

سیستم TCS به دو شکل کار میکند.
1.فعالسازي ترمز

2.فعالسازي موتور  

1.فعالسازي ترمز: در سطوح داراي اصطكاك متفاوت در سمت راست و چپ خودرو، سيستم TCS با فعال كردن ترمز، باعث محدوديت لغزش و عملكرد قفلي در ديفرانسيل خواهد شد. در اين شرايط، امكان كنترل پايداري و فرمانپذيري خودرو به حداكثر خواهد رسيد.

2. فعالسازي موتور: به منظور كاهش گشتاور موتور، از شيوههايي متفاوت استفاده ميشود. نيازمنديهاي ويژه سيستم ABS/TCS و نيز انواع مختلف سيستمهاي مديريتي موتور كه به اين منظور مورد استفاده قرار ميگيرند

عبارتند از:
تنظيم زاويه دريچه گاز
براي تنظيم گشتاور محرك موتور به منظور كسب نرخهاي بهينه لغزش در سيستم، سيستم كنترل مداربستهاي به كار ميرود. در اين سيستم براي كاهش گشتاور موتور از طريق كاهش مقدار باز بودن سوپاپ دريچه گاز، از يك عملگر دريچه گاز انجام ميگيرد. يك پتانسيومتر، وضعيت فعلي زاويه سوپاپ دريچه گاز را مشخص كرده به ECU گزارش ميدهد. ECU از سيگنال سوپاپ دريچه گاز به عنوان مرجعي براي محاسبه موقعيت فرمان بعدي عملگر سوپاپ دريچه گاز، استفاده ميكند. در سيستمهايي كه عمل باز و بست دريچه به صورت الكترونيكي صورت ميگيرد، ميتوان بر روي همان دريچه عمل باز و بسته شدن اتوماتيك را انجام داد.
سيستم جلوگيري از ايجاد جرقه و پاشش اين سيستم، از طريق ارتباط با سيستم مديريت موتور، در فرايند ايجاد جرقه مداخله ميكند. مداخله، شامل توقف ايجاد پالسهاي جرقه و / يا پاشش است. جلوگيري از ايجاد پالس جرقه به منظور كاهش سريع نرخ لغزش خودرو بويژه در خودروهاي داراي چرخ متحرك عقب، انجام ميگيرد.
كاهش زاويه آوانس جرقه
كاهش زاويه آوانس جرقه، باعث كاهش سريع (اما نرمتر) گشتاور محرك موتور خواهد شد. در اين شرايط، تنظيمات تايمينگ جرقه، مقدم بر توقف پالسهاي جداگانه جرقه در تمامي مواردي كه نتايج كافي را به دست ميدهند، خواهد داشت. توجه داشته باشيد كه اگر جرقه ريتارد باشد، گشتاور موتور را ميتوان در فاصله زماني بسيار كوتاهي، تا حدود 50 درصد كاهش داد.
 

منبع متن پایین 

مجله خودرو

از مهم ترين فاكتورهاي ايمني كه همواره دغدغه اصلي خودروسازان مطرح جهان بوده است، سامانه هاي ترمز و پايداري خودرو در شرايط بحراني حركت است. از آن جايي كه كنترل پايداري وسايل نقليه و توقف به هنگام آ ن ها تنها به مهارت هاي رانندگي وابسته نيست، از اين رو خودروسازان پيوسته در حال بالا بردن ضريب امنيتي محصول هاي شان با استفاده از سامانه هاي هوشمند كنترلي هستند تا با اين روش جان راننده و سرنشينان را از خطرهاي احتمالي حفظ كنند . اين مقاله به بررسي چگونگي عملكرد دو سامانه مهم در خودروهاي پيشرفته يعني TCS وESP و به طور موردي سامانه ترمزESP MK-60  كه بر روي خودروي C5 كه در حال حاضر شركت سايپا آن را در داخل كشور عرضه مي كند، مي پردازد. آشنايي با مزاياي اين سامانه ها، تفاوت آن ها با سامانه هاي ترمز موجود و شناخت اجزا و عملكرد اين سامانه  ها از اهداف اين مقاله است.

سامانه كنترل كشش ( TCS)
هدف از سامانه كنترل كشش يا TCS، دست يابي خودرو به كشش و پايداري جانبي مناسب توسط كنترل نسبت لغزش چرخ هاي محرك در شرايط گوناگون جاده اي، به ويژه جاده هايي با ضريب اصطكاك پايين(جاده هاي برفي و يخي) است. سامانهTCS به عنوان سامانه مكملABS  حفظ پايداري و فرمان پذيري مناسب خودرو به هنگام شتاب گيري از حالت توقف يا در حال حركت را به عهده دارد.
همان طور كه در هنگام ترمزگيري مي بايد از لغزش چرخ ها به علت كاهش پايداري خودرو جلوگيري به عمل آيد، در هنگام شتاب گيري و افزايش سرعت نيز مي بايد از اين لغزش جلوگيري كرد. اين لغزش موجب مي شود كه مقداري از گشتاور موتور كه مي بايد صرف رانش شود، صرف لغزش چرخ ها شود. به همين علت سامانهTCS با كمك سامانهABS و سامانه مديريت موتور، گشتاور اعمالي به چرخ ها و افزايش دور موتور را كنترل مي كند و موجب مي شود كه از لغزش چرخ ها جلوگيري به عمل آيد.
هرزگشتن چرخ هاي متحرك در هنگام حركت بر روي سطوح يخ زده از مشكل هايي است كه بيشتر رانندگان آن را تجربه كرده اند. مشابه همين مشكل درباره اتومبيل هايي با موتورهاي قوي حتي بر روي سطوح خشك نيز وجود دارد. راه حلي كه از گذشته به منظور جلوگيري از هرزگردي چرخ هاي اتومبيل هايي كه نيروي خروجي ديفرانسيل آن ها زياد است، استفاده مي شود، ديفرانسيل هاي LSDاست. به زبان ساده در خودروهاي تك ديفرانسيل معمولي(ديفرانسيل آزاد) كه گشتاور به هر دو چرخ منتقل مي شود، اگر يكي از چرخ هاي متحرك تماسي با سطح زمين نداشته باشد و يا بر روي سطوح يخ زده قرار گيرد، آن چرخ آزادنه مي چرخد و چرخ ديگر بر روي زمين خشك در حالت سكون قرار مي گيرد، در نتيجه خودرو ثابت مي ماند. سكون چرخ دوم به اين علت است كه به چرخي كه اصطكاك بيشتري دارد، گشتاور كم تري منتقل مي شود و اين ايراد اصلي ديفرانسيل هاي آزاد است؛ اما در صورت وجود ديفرانسيل LSD گشتاور لازم براي به حركت در آوردن چرخ ثابت به آن منتقل مي شود و در نتيجه خودرو مي تواند به حركت خود ادامه دهد. در واقع تقسيم گشتاور بين هر يك از چرخ ها با توجه به ميزان نيروي اصطكاك آن ها با سطح جاده است(هرچه
نيروي اصطكاك كم تر، گشتاور دريافتي هم كم تر).
از ديگر ترفندهايي كه به منظور جلوگيري از هرزگردي چرخ ها انجام شده است، سامانه ماكس تراك بود كه بر روي برخي از محصول هاي جنرال موتوردر اوايل دهه 70 نصب مي شد. اين سامانه را كامپيوترهاي اوليه اتومبيل و سنسورهايي كه در هر چهار چرخ نصب شده بود، فعال مي كردند. كامپيوتر با توجه به ميزان اختلاف سرعت در چرخ هاي جلو و عقب، ميزان گشتاور موتور را به گونه اي تنظيم مي كرد كه كم ترين هرزگردي در هنگام حركت به وجود آيد. اين سامانه به علت بهاي زيادي كه مالك بايد براي آن پرداخت مي كرد، استقبال نشد. در همان سال     ها بود كه كاديلاك نيزسامانه TMS  را به بازار عرضه كرد؛ اما به علت واكنش هاي ضعيف و نواقصي كه درECU به وجود مي آمد، بسيار از آن انتقاد شد و
عمر كوتاهي داشت؛ اما پيروز ميدان درنصب سامانه اي كامل، با كم ترين نقص كه بتواند ميزان هرزگردي چرخ هاي متحرك را به حداقل برساند و كم ترين ميزان اتلاف انرژي را داشته ياشد، كارخانه مرسدس بنز بود كه همواره در معرفي اين گونه سامانه ها يكي از پيشگامان است. اين كارخانه در سال1971 سامانهETCS  را معرفي كرد.
سامانه كنترل  كننده هرزگرد در خودرو هاي مدرن امروزي با كاهش نيروي موتور و تقسيم نيروي ترمز( مجهز به ABS ) به وسيله سنسور هاي سرعت كه بر روي چرخ ها نصب شده، اتومبيل را مهار مي كند. براي درك بهتر كاربرد TCS ، در نظر بگيريد كه در خياباني با شيب ملايم قرار داريد و سطح اين خيابان كاملاً پوشيده از يخ يك دست و صاف است و در ضمن خبري هم از ستاد برف روبي نيست، مطمئن باشيد كه امكان عبور از اين خيابان با هيچ ترفندي به جز TCS ميسر نيست. وقتي خودرو در اين وضعيت قرار مي گيرد به علت كاهش نيروي اصطكاك، چرخ هاي متحرك شروع به هرزگردي مي كنند. در همين لحظه سنسورها اين خبر را به واحد كنترل مي دهند و بلافاصله همزمان با كاهش نيروي خروجي ديفرانسيل، سامانه ABS هم وارد عمل مي    شود و برروي هر چرخ به طور جداگانه نيروي ترمز موردنياز را اعمال مي  كند. در چنين شرايطي اتومبيل، استوارو بدون هيچ گونه هرزگردي به حركت خود ادامه مي دهد.
همچنين TCS در خودروهايي كه در مسابقه هاي اتومبيل راني شركت مي كنند، به منظور بالا بردن ميزان نيروي چسبندگي لاستيك ها به سطح جاده در هنگام گاز دادن و شتاب گرفتن استفاده مي شود. مثلا وقتي راننده بيش از اندازه گاز مي دهد،TCS چرخ  ها را در پايدار ترين حالت قرار مي دهد. از نمونه بارز موارد استفاده اين سامانه در اين گونه خودروها مي توان به مسابقه هاي فرمول يك اشاره كرد. البته ميزان حساسيت TCS در استفاده از كليدي است كه بر روي فرمان نصب شده است تا در شرايط مختلف راننده بتواند حساسيت سامانه را تغيير دهد.
بسياري از مردم به اشتباه فكر مي كنند TCS از گيركردن خودرو در برف جلوگيري مي كند، در حالي كه اين سامانه چنين وظيفه اي ندارد. به زبان ساده ترABS از ليز خوردن لاستيك ها در هنگام ترمزكردن جلوگيري مي كند؛ اماTCS از ليز خوردن لاستيك ها در هنگام گاز دادن جلوگيري مي كند و همان طور كه هنگام ترمزكردن با خودرو مجهز به ABS راننده پالس هايي را بر روي پدال ترمز حس مي كند، در زمان گاز دادن هم شبيه به همان پالس ها بر روي پدال گاز حس خواهد كرد. پالس هايي كه هر ضربه آن نويدبخش تلاش اين سامانه ها براي دور شدن از مهلكه است.
سامانه ترمز ESP
در بخش هاي پيشين درباره اجزاي ديگر سامانه هاي ترمز بحث شد. در اين بخش سامانه  ترمز پيشرفتهESP را بررسي مي كنيم. ESP از مخفف Electronic Stability Program به معني برنامه كنترل پايداري خودرو گرفته شده است. اين سامانه  جديدترين سامانه  حفاظتي خودروست كه از سال2002 بر روي 27% از وسايل نقليه اروپايي و 75% از خودروهاي ژاپني و آمريكايي نصب شده و اين آمار هم چنان روبه افزايش است.
سامانه  ترمزESP مجموعه اي از سامانه     هايي مانند ABS، EBD، TCS و ... است و با وجود اين سامانه ، عملكرد تمامي سامانه  هاي ديگر به دست خواهد آمد.
سامانه ESP نسل ارتقاء يافته سامانه  هاي ترمز پيش از خود است، با اين تفاوت كه سامانه  كنترل YAW نيز به آن اضافه شده است. مجموعه سامانه  هايي كه تا كنون بررسي شدند، لغزش چرخ ها را به هنگام ترمزگيري يا شتاب گيري كنترل مي كردند؛ در واقع حركت طولي خودرو را كنترل مي كردند. سامانه ESP، علاوه بر موارد بالا، چرخش خودرو را نيز حول محور عمودي كنترل مي كند. اين سامانه  با كنترل هريك از ترمزها به طور جداگانه و تطبيق لحظه اي گشتاور موتور بدون نياز به عكس العمل راننده صورت مي گيرد.
در اينجا سامانه  ترمز ESP MK-60 كه بر روي خودروي سيتروئن C5 از محصول هاي شركت سايپا نصب شده است، بررسي مي شود.
اجزاي سامانه ESP
برنامه پايداري خودرو ناپايداري در پيچ ها، مانورها و دورزدن ها را با سنسورهاي ويژه حس مي كند و با استفاده از ترمزگيري، گشتاور مخالفي را براي خنثي كردن گشتاور ناپايداركننده در يك چزخ توليد مي كند.

مجموعه سيلندر اصلي و بوستر ترمز
اين مجموعه از سيلندر ترمز به همراه بوستر خلائي تشكيل شده است. همچنين يك سنسور فشار روغن بر روي مجموعه قرار داده شده است كه در صورتي كه راننده از توانايي كافي براي فشردن پدال ترمز برخوردار نباشد، تنها از ميزان حركت پدال ترمز متوجه نياز به ترمزگيري شديد را احساس مي-كند و اين عمليات را بدون كاربر به پايان مي رساند.
واحد كنترل هيدروليكي به همراه ECU سامانه
اين مجموعه شامل يك موتور الكترونيكي براي به حركت درآوردن پمپ هيدروليكي، 12 شير سنولوئيدي  (به ازاي هر چرخ 2 شير و 4 شير براي كنترل جريان) براي قطع، وصل و نگه داشتن جريان روغن بر روي كاليپرهاي ترمز و يك ECU است.
حسگر شتاب YAW، شتاب عرضي و شتاب منفي
اين حس گر سه وظيفه را در سامانه ESP انجام مي دهد كه عبارتست از:
1. تعيين ميزان شتاب منفي خودرو در حالت ترمزگيري.
2. تعيين ميزان انحراف عرضي خودرو در هنگام پيچش.
3. تعيين ميزان چرخش خودرو حول محور عمودي.
حسگر زاويه فرمان
اين حسگر وظيفه تعيين ميزان زاويه فرمان را در خودرو به عهده دارد. در صورتي كه ميزان گردش خودرو حول محور عمودي و يا شتاب عرضي خودرو از ميزان گردش فرمان بيشتر يا كم تر باشد، اين وضعيت به ECU سامانه ESP گزارش مي شود و اين سامانه  براي كنترل خودرو اقدام مي كند. كنترل ميزان گردش و انحراف خودرو نسبت به ميزان چرخش فرمان در وضعيت هاي گوناگون، بيش دور زني و كم دور زني ناميده شده و مهم ترين برتري سامانه  هايESP نسبت به ديگر سامانه  هاي ترمزگيري بودهاست كه در قسمت بعدي بررسي مي شود.
كم دور زني
كم دور زني به علت از بين رفتن چسبندگي لازم در چرخ  هاي جلو است. در اين حالت خودرو از مسير خود خارج شده و سر آن به سمت خارج پيچ منحرف مي شود كه اين امر باوجود چرخش كامل غربيلك فرمان رخ مي دهد. علت اين حالت معمولاً سرعت بيش از حد خودرو است.
بيش دور زني
بيش دور زني به علت از بين رفتن چسبندگي لازم در چرخ هاي عقب است. در اين حالت خودرو از مسير خود خارج شده و سر آن به سمت داخل پيچ منحرف مي شود. علت اين حالت معمولاً رها كردن پدال گاز در هنگام دور زدن است.
نتيجه گيري در اين مقاله انواع سامانه  هاي ترمز پيشرفته نصب شده در خودروهاي امروزي را بررسي كرديم. تاريخچه سامانه  هاي ترمزTCS وESP، روش تكامل آن ها و تفاوت هاي آن با سامانه  هاي پيش مانند ABS و EBD به ويژه عملكرد سامانه  پايداري خودرو در حالت بيش دور زني و كم دور زني را در خودروي C5 بررسي كرديم.