อ่าน 3 นาที
ระบบควบคุมการยึดเกาะ
ระบบควบคุมการยึดเกาะ ( TCS ) โดยทั่วไป (แต่ไม่จำเป็นเสมอไป) เป็นฟังก์ชันรองของระบบควบคุมเสถียรภาพอิเล็กทรอนิกส์ (ESC) ในรถยนต์ ที่ผลิตเพื่อจำหน่ายทั่วไป...
ระบบควบคุมการยึดเกาะ
ระบบควบคุมการยึดเกาะ ( TCS ) โดยทั่วไป (แต่ไม่จำเป็นเสมอไป) เป็นฟังก์ชันรองของระบบควบคุมเสถียรภาพอิเล็กทรอนิกส์ (ESC) ในรถยนต์ ที่ผลิตเพื่อจำหน่ายทั่วไป ออกแบบมาเพื่อป้องกันการสูญเสียการยึดเกาะ (เช่น ล้อ หมุนฟรี ) ของล้อขับเคลื่อน TCS จะทำงานเมื่อการป้อนคันเร่งกำลังเครื่องยนต์และ การส่ง แรงบิดไม่เหมาะสมกับสภาพพื้นผิวถนน
การแทรกแซงประกอบด้วยอย่างใดอย่างหนึ่งหรือมากกว่านั้นดังต่อไปนี้:
- แรงเบรกถูกส่งไปยังล้อหนึ่งล้อหรือมากกว่านั้น
- การลดหรือระงับลำดับการจุดประกายไฟในกระบอกสูบ หนึ่งกระบอกหรือมากกว่านั้น
- การลดปริมาณเชื้อเพลิงที่จ่ายให้กับกระบอกสูบหนึ่งกระบอกหรือมากกว่านั้น
- ปิดคันเร่ง หากรถยนต์ติดตั้งระบบควบคุมคันเร่งแบบอิเล็กทรอนิกส์ (drive by wire throttle)
- ใน รถยนต์ ที่มีระบบเทอร์โบชาร์จโซลินอยด์ควบคุมแรงดันจะทำงานเพื่อลดแรงดันและกำลังเครื่องยนต์ลง
โดยทั่วไป ระบบควบคุมการยึดเกาะถนนจะใช้ตัวกระตุ้นเบรกแบบไฟฟ้าไฮด รอลิก (ซึ่งไม่ได้ใช้แม่ปั๊มเบรกและเซอร์โวแบบเดิม) และ เซ็นเซอร์ความเร็วล้อ ร่วม กับระบบ ABS
แนวคิดพื้นฐานที่อยู่เบื้องหลังความจำเป็นของระบบควบคุมการยึดเกาะถนนคือ การสูญเสียการยึดเกาะถนนอาจส่งผลกระทบต่อการควบคุมพวงมาลัยและความเสถียรของรถยนต์ นี่เป็นผลมาจากความแตกต่างของการยึดเกาะของล้อขับเคลื่อน ความแตกต่างของการลื่นไถลอาจเกิดขึ้นเนื่องจากการเลี้ยวของรถยนต์หรือสภาพถนนที่แตกต่างกันสำหรับล้อแต่ละล้อ เมื่อรถเลี้ยว ล้อด้านนอกและด้านในจะหมุนด้วยความเร็วที่แตกต่างกัน ซึ่งโดยทั่วไปจะควบคุมโดยใช้เฟืองท้ายการพัฒนาเพิ่มเติมของเฟืองท้ายคือการใช้เฟืองท้ายแบบแอคทีฟซึ่งสามารถปรับปริมาณกำลังที่ส่งไปยังล้อด้านนอกและด้านในได้ตามต้องการ ตัวอย่างเช่น หากตรวจพบการลื่นไถลออกด้านนอกขณะเลี้ยว เฟืองท้ายแบบแอคทีฟอาจส่งกำลังไปยังล้อด้านนอกมากขึ้นเพื่อลดการเบี่ยงเบน (โดยพื้นฐานแล้วคือระดับที่ล้อหน้าและล้อหลังของรถเบี่ยงเบนออกจากแนวเดียวกัน) เฟืองท้ายแบบแอคทีฟนั้นถูกควบคุมโดยชุดเซ็นเซอร์อิเล็กโทรเมคานิกส์ที่ทำงานร่วมกับหน่วยควบคุมการยึดเกาะถนน
ประวัติศาสตร์
ระบบควบคุมการยึดเกาะถนน แบบอิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่นั้นมีต้นกำเนิดมาจากรถยนต์ขับเคลื่อนล้อหลังที่มีแรงบิดและกำลังสูง ในรูปแบบของเฟืองท้ายแบบจำกัดการลื่นไถล (limited-slip differential ) เฟืองท้ายแบบจำกัดการลื่นไถลเป็นระบบกลไกล้วนๆ ที่ถ่ายโอนกำลังเพียงเล็กน้อยไปยังล้อที่ไม่ลื่นไถล ในขณะที่ยังคงอนุญาตให้ล้อหมุนได้บ้าง
ในปี พ.ศ. 2514 บิวอิคได้เปิดตัวMaxTracซึ่งใช้ระบบคอมพิวเตอร์รุ่นแรกในการตรวจจับการหมุนของล้อหลังและปรับกำลังเครื่องยนต์ไปยังล้อเหล่านั้นเพื่อให้เกิดแรงฉุดสูงสุด[ 1 ] ในขณะนั้น MaxTrac เป็นสินค้าเฉพาะของบิวอิค และเป็นตัวเลือกสำหรับ รถยนต์ ขนาดใหญ่ทุกรุ่น รวมถึงRiviera , Estate Wagon , Electra 225 , CenturionและLeSabre
Cadillac ได้เปิดตัวระบบตรวจสอบการยึดเกาะถนน (Traction Monitoring System หรือ TMS) ในปี 1979 ในรถยนต์รุ่น Eldorado ที่ได้รับการออกแบบใหม่
การดำเนินการ
เมื่อคอมพิวเตอร์ควบคุมการยึดเกาะ (ซึ่งมักรวมอยู่ในชุดควบคุมอื่น เช่น โมดูล ABS) ตรวจพบว่าล้อขับเคลื่อนหนึ่งล้อหรือมากกว่านั้นหมุนเร็วกว่าล้ออื่นอย่างเห็นได้ชัด มันจะสั่งการให้ชุดควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ ABS ใช้แรงเบรกกับล้อที่หมุนด้วยแรงยึดเกาะที่ลดลง การเบรกที่ล้อที่ลื่นไถลจะทำให้เกิดการถ่ายโอนกำลังไปยังเพลาล้อที่มีแรงยึดเกาะเนื่องจากการทำงานทางกลภายในเฟืองท้าย รถยนต์ ขับเคลื่อนสี่ล้อ (AWD) มักมีระบบเชื่อมต่อที่ควบคุมด้วยอิเล็กทรอนิกส์ในชุดเกียร์หรือเพลาส่งกำลังที่ทำงานอยู่ (ระบบขับเคลื่อนสี่ล้อแบบแอคทีฟพาร์ทไทม์) หรือล็อคแน่นขึ้น (ในระบบขับเคลื่อนสี่ล้อแบบเต็มเวลาที่ขับเคลื่อนล้อทั้งหมดด้วยกำลังบางส่วนตลอดเวลา) เพื่อส่งแรงบิดไปยังล้อที่ไม่ลื่นไถล
โดยทั่วไปแล้ว ระบบควบคุมการยึดเกาะถนนมักทำงานควบคู่ไปกับคอมพิวเตอร์ควบคุมระบบส่งกำลัง ซึ่งจะลดแรงบิดของเครื่องยนต์ลงโดยการจำกัดการทำงานของคันเร่งและ/หรือการจ่ายเชื้อเพลิงทางอิเล็กทรอนิกส์ การหน่วงเวลาการจุดระเบิด การปิดการทำงานของกระบอกสูบเครื่องยนต์โดยสมบูรณ์ และวิธีการอื่นๆ อีกมากมาย ขึ้นอยู่กับรถแต่ละรุ่นและเทคโนโลยีที่ใช้ควบคุมเครื่องยนต์และระบบส่งกำลัง มีบางกรณีที่ระบบควบคุมการยึดเกาะถนนไม่จำเป็น เช่น การพยายามดึงรถออกจากหิมะหรือโคลน การปล่อยให้ล้อข้างหนึ่งหมุนฟรีอาจช่วยผลักดันรถไปข้างหน้าได้มากพอที่จะทำให้รถหลุดพ้นจากสถานการณ์นั้นได้ ในขณะที่การใช้กำลังในปริมาณจำกัดกับทั้งสองล้อจะไม่ให้ผลลัพธ์เช่นเดียวกัน รถหลายคันจึงมีสวิตช์ปิดระบบควบคุมการยึดเกาะถนนสำหรับสถานการณ์ดังกล่าว
ส่วนประกอบของการควบคุมการยึดเกาะ
โดยทั่วไปแล้ว ฮาร์ดแวร์หลักสำหรับระบบควบคุมการยึดเกาะถนน (Traction Control) และระบบเบรก ABS นั้นส่วนใหญ่จะเหมือนกัน ในรถยนต์หลายรุ่น ระบบควบคุมการยึดเกาะถนนมักเป็นอุปกรณ์เสริมเพิ่มเติมจากระบบเบรก ABS
- ล้อแต่ละล้อติดตั้งเซ็นเซอร์ที่ตรวจจับการเปลี่ยนแปลงความเร็วเนื่องจากการสูญเสียแรงยึดเกาะ
- ความเร็วที่ตรวจจับได้จากล้อแต่ละล้อจะถูกส่งต่อไปยังหน่วยควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ (ECU)
- หน่วยควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ (ECU) จะประมวลผลข้อมูลจากล้อและเริ่มการเบรกที่ล้อที่ได้รับผลกระทบผ่านสายเคเบิลที่เชื่อมต่อกับวาล์วควบคุมการยึดเกาะอัตโนมัติ (ATC)
ในรถยนต์ทุกคัน ระบบควบคุมการยึดเกาะถนนจะเริ่มทำงานโดยอัตโนมัติเมื่อเซ็นเซอร์ตรวจพบว่าล้อใดล้อหนึ่งสูญเสียการยึดเกาะ
การใช้ระบบควบคุมการยึดเกาะ
- ในรถยนต์ทั่วไป: ระบบควบคุมการยึดเกาะถนน (Traction control) เป็นคุณสมบัติเพื่อความปลอดภัยที่มีเฉพาะในรถยนต์สมรรถนะสูงระดับพรีเมียมเท่านั้น ซึ่งหากไม่มีระบบควบคุมนี้ จะต้องอาศัยการตอบสนองของคันเร่งที่ละเอียดอ่อนเพื่อป้องกันล้อหมุนฟรีขณะเร่งความเร็ว โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพถนนเปียก เป็นน้ำแข็ง หรือเป็นหิมะ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ระบบควบคุมการยึดเกาะถนนได้ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในรถยนต์ทั่วไป รถตู้ รถกระบะขนาดเล็ก และรถยนต์แฮทช์แบ็กขนาดเล็กบางรุ่น
- ในรถแข่ง : ระบบควบคุมการยึดเกาะ (Traction control) ถูกใช้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ ช่วยให้รถยึดเกาะถนนได้สูงสุดขณะเร่งความเร็วโดยไม่เกิดการลื่นไถลของล้อ และเมื่อเร่งความเร็วออกจากโค้ง ระบบจะรักษา ระดับการลื่นไถลของยางให้อยู่ในระดับที่เหมาะสม
- ในรถบรรทุกขนาดใหญ่ : ระบบควบคุมการยึดเกาะถนนก็มีให้ใช้งานเช่นกัน ในกรณีนี้ ระบบเบรกแบบนิวแมติกจำเป็นต้องมีวาล์วและตรรกะควบคุมเพิ่มเติมเพื่อสร้างระบบ TCS (หรือบางครั้งเรียกว่า ASR) [ 2 ]
- ในวงการรถจักรยานยนต์ : ระบบควบคุมการยึดเกาะถนน (Traction Control) สำหรับรถจักรยานยนต์ที่ผลิตเพื่อจำหน่ายทั่วไป เริ่มมีใช้ในBMW K1 ครั้งแรก ในปี 1988 ฮอนด้าเสนอระบบควบคุมการยึดเกาะถนนเป็นอุปกรณ์เสริมควบคู่กับระบบเบรก ABS ในรุ่น ST1100 ตั้งแต่ประมาณปี 1992 และในปี 2009 ระบบควบคุมการยึดเกาะถนนก็กลายเป็นอุปกรณ์เสริมสำหรับรถจักรยานยนต์หลายรุ่นของBMWและDucatiรวมถึงรุ่นKawasaki Concours 14 (1400GTR) ปี 2010 และHonda CBR 650R ในปี 2019 และรถจักรยานยนต์ตระกูล "Modern Classic" ของ Triumph ด้วย
- ใน รถยนต์ ออฟโรด : ระบบควบคุมการยึดเกาะถนนจะใช้แทนหรือใช้ร่วมกับเฟืองท้ายแบบจำกัดการลื่นไถลหรือแบบล็อกเชิงกลโดยมักจะใช้ร่วมกับเฟืองท้ายแบบจำกัดการลื่นไถลแบบอิเล็กทรอนิกส์รวมถึงการควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์อื่นๆ ของเครื่องยนต์และระบบส่งกำลัง ล้อที่หมุนฟรีจะถูกชะลอความเร็วลงด้วยการเบรกสั้นๆ ทำให้แรงบิดถูกส่งไปยังล้อที่ไม่หมุนฟรีมากขึ้น นี่คือระบบที่Range Rover นำมาใช้ ในปี 1993 เป็นต้น ระบบควบคุมการยึดเกาะถนนด้วยเบรก ABS มีข้อดีหลายประการเหนือกว่าเฟืองท้ายแบบจำกัดการลื่นไถลและแบบล็อก เช่น การควบคุมพวงมาลัยของรถทำได้ง่ายขึ้น จึงสามารถเปิดใช้งานระบบได้อย่างต่อเนื่อง นอกจากนี้ยังช่วยลดความเครียดของชิ้นส่วนระบบส่งกำลังและเพลาขับ และเพิ่มความทนทานเนื่องจากมีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวน้อยลงที่จะเกิดความเสียหาย[ 3 ]
เมื่อตั้งโปรแกรมหรือปรับเทียบสำหรับการใช้งานนอกถนน ระบบควบคุมการยึดเกาะถนน เช่น ระบบควบคุมการยึดเกาะถนนแบบอิเล็กทรอนิกส์สี่ล้อ (ETC) ของฟอร์ด ซึ่งรวมอยู่ใน AdvanceTracและ ระบบเฟืองท้ายเบรกอัตโนมัติสี่ล้อ (ABD) ของ ปอร์เช่สามารถส่งแรงบิด 100 เปอร์เซ็นต์ไปยังล้อใดล้อหนึ่งหรือหลายล้อ ผ่านกลยุทธ์การเบรกที่รุนแรงหรือ "การล็อกเบรก" ทำให้รถยนต์อย่างExpeditionและCayenneสามารถเคลื่อนที่ต่อไปได้ แม้ว่าล้อสองล้อ (ล้อหน้าหนึ่งล้อ ล้อหลังหนึ่งล้อ) จะลอยขึ้นจากพื้นอย่างสมบูรณ์[ 4 ] [ 3 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]
ใช้ในกีฬามอเตอร์สปอร์ต
มีอุปกรณ์ขนาดเล็กแต่มีประสิทธิภาพสูงที่ช่วยให้ผู้ขับขี่สามารถถอดระบบควบคุมการยึดเกาะออกได้หลังจากการแข่งขันหากต้องการ ในการแข่งขันฟอร์มูล่าวันความพยายามที่จะห้ามใช้ระบบควบคุมการยึดเกาะนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงกฎในปี 2008: รถทุกคันต้องมี ECU มาตรฐาน (แต่สามารถปรับแต่งได้) ที่ออกโดยFIAซึ่งค่อนข้างพื้นฐานและไม่มีความสามารถในการควบคุมการยึดเกาะ ในปี 2003 พอล เทรซี่ยอมรับว่า ทีม CARTใช้ระบบควบคุมการยึดเกาะในช่วงทศวรรษที่ 1990 ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่ไม่ได้รับอนุญาตอย่างเป็นทางการจนถึงปี 2002 (แม้ว่าการเปลี่ยนไปใช้ผู้ผลิตเครื่องยนต์รายเดียวในปี 2003 จะทำให้การอนุญาตนั้นกลับคืนมา) [ 8 ]ในปี 2008 NASCAR ได้สั่งพักงาน นักแข่ง หัวหน้าทีม และเจ้าของรถ ของ Whelen Modified Tourเป็นเวลาหนึ่งสนาม และตัดสิทธิ์ทีมหลังจากพบสายไฟที่น่าสงสัยในระบบจุดระเบิด ซึ่งอาจใช้เพื่อติดตั้งระบบควบคุมการยึดเกาะ[ 9 ]
ระบบควบคุมการยึดเกาะขณะเข้าโค้ง
ระบบควบคุมการยึดเกาะถนนไม่ได้ใช้แค่เพื่อเพิ่มอัตราเร่งในสภาพถนนลื่นเท่านั้น แต่ยังช่วยให้ผู้ขับขี่เข้าโค้งได้อย่างปลอดภัยยิ่งขึ้นด้วย หากเหยียบคันเร่งมากเกินไปขณะเข้าโค้ง ล้อขับเคลื่อนจะสูญเสียการยึดเกาะและลื่นไถลไปด้านข้าง ซึ่งจะเกิดอาการอันเดอร์สเตียร์ในรถขับเคลื่อนล้อหน้า และโอเวอร์สเตียร์ในรถขับเคลื่อนล้อหลัง ระบบควบคุมการยึดเกาะถนนสามารถลดและอาจแก้ไขอาการอันเดอร์สเตียร์หรือโอเวอร์สเตียร์ได้โดยการจำกัดกำลังที่ส่งไปยังล้อที่ขับเคลื่อนเกิน อย่างไรก็ตาม ระบบไม่สามารถเพิ่มขีดจำกัดของการยึดเกาะด้วยแรงเสียดทานได้ และใช้เพื่อลดผลกระทบจากความผิดพลาดของผู้ขับขี่หรือชดเชยความไม่สามารถของผู้ขับขี่ในการตอบสนองต่อการลื่นไถลของล้อได้ทันท่วงทีเท่านั้น
ผู้ผลิตรถยนต์ระบุไว้ในคู่มือรถยนต์ว่า ระบบควบคุมการยึดเกาะถนนไม่ควรส่งเสริมการขับขี่ที่อันตราย หรือส่งเสริมการขับขี่ในสภาวะที่ผู้ขับขี่ควบคุมไม่ได้
ดูเพิ่มเติม
ลิงก์ภายนอก
- ระบบควบคุมการยึดเกาะในฟอร์มูล่าวัน
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ระบบควบคุมการยึดเกาะ
ระบบควบคุมการยึดเกาะ ( TCS ) โดยทั่วไป (แต่ไม่จำเป็นเสมอไป) เป็นฟังก์ชันรองของระบบควบคุมเสถียรภาพอิเล็กทรอนิกส์ (ESC) ในรถยนต์ ที่ผลิตเพื่อจำหน่ายทั่วไป...
ประวัติศาสตร์
ระบบควบคุมการยึดเกาะถนน แบบอิเล็กทรอนิกส์ สมัยใหม่นั้นมีต้นกำเนิดมาจากรถยนต์ขับเคลื่อนล้อหลังที่มีแรงบิดและกำลังสูง ในรูปแบบของเฟืองท้าย แบบจำกัดการลื่นไถล (limited-slip differential ) เฟืองท้ายแบบจำกัดการลื่นไถลเป็นระบบกลไกล้วนๆ...
การดำเนินการ
เมื่อคอมพิวเตอร์ควบคุมการยึดเกาะ (ซึ่งมักรวมอยู่ในชุดควบคุมอื่น เช่น โมดูล ABS) ตรวจพบว่าล้อขับเคลื่อนหนึ่งล้อหรือมากกว่านั้นหมุนเร็วกว่าล้ออื่นอย่างเห็นได้ชัด มันจะสั่งการให้ ชุดควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ ABS ใช้แรงเบรกกับล้อที่หมุนด้วยแรงยึดเกาะที่ลดลง...
ส่วนประกอบของการควบคุมการยึดเกาะ
โดยทั่วไปแล้ว ฮาร์ดแวร์หลักสำหรับระบบควบคุมการยึดเกาะถนน (Traction Control) และระบบเบรก ABS นั้นส่วนใหญ่จะเหมือนกัน ในรถยนต์หลายรุ่น ระบบควบคุมการยึดเกาะถนนมักเป็นอุปกรณ์เสริมเพิ่มเติมจากระบบเบรก ABS