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

توضیح مختصر: این سیستم که در لحظه حرکت اولیه خودرو، شتابگیری و دور زدن (بویژه در سطوح لغزنده)، به کمک راننده میآید، سیستم TCS را میتوان  یکی از مکملهای سیستم ABS تلقی کرد. این سیستم، قبل از وقوع لغزش، از طریق مطابقت دادن گشتاور موتور با شرایط موجود سطح جاده و استفاده همزمان از سیستم ABS، لغزش را کنترل کرده و خودرو را به سمت جلو حرکت میدهد.

در جاده های برفی اگر بیش از اندازه گاز داده شود، چرخ‎های محرک شروع به هرزگردی 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 یکی از چرخ‎های محرک اتومبیل بیش از اندازه بچرخد و شروع به هرزگردی کند، این سیستم به‎ صورت اتوماتیک فعال می‎شود. بدین‎صورت‎ که با کاهش میزان گاز، قدرت موتور را به‎ صورت مرحله‎ای تا میزان مطلوب و لازم کاهش می‎دهد و از هرزگردی چرخ محرک 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.فعالسازی ترمز

2.فعالسازی موتور

1.فعالسازی ترمز: در سطوح دارای اصطکاک متفاوت در سمت راست و چپ خودرو، سیستم TCS با فعال کردن ترمز، باعث محدودیت لغزش و عملکرد قفلی در دیفرانسیل خواهد شد. در این شرایط، امکان کنترل پایداری و فرمانپذیری خودرو به حداکثر خواهد رسید.

2. فعالسازی موتور: به منظور کاهش گشتاور موتور، از شیوههایی متفاوت استفاده میشود. نیازمندیهای ویژه سیستمABS/TCS و نیز انواع مختلف سیستمهای مدیریتی موتور که به این منظور مورد استفاده قرار میگیرند

عبارتند از:
تنظیم زاویه دریچه گاز
برای تنظیم گشتاور محرک موتور به منظور کسب نرخهای بهینه لغزش در سیستم، سیستم کنترل مداربستهای به کار میرود. در این سیستم برای کاهش گشتاور موتور از طریق کاهش مقدار باز بودن سوپاپ دریچه گاز، از یک عملگر دریچه گاز انجام میگیرد. یک پتانسیومتر، وضعیت فعلی زاویه سوپاپ دریچه گاز را مشخص کرده به ECU گزارش میدهد. ECU از سیگنال سوپاپ دریچه گاز به عنوان مرجعی برای محاسبه موقعیت فرمان بعدی عملگر سوپاپ دریچه گاز، استفاده میکند. در سیستمهایی که عمل باز و بست دریچه به صورت الکترونیکی صورت میگیرد، میتوان بر روی همان دریچه عمل باز و بسته شدن اتوماتیک را انجام داد.
سیستم جلوگیری از ایجاد جرقه و پاشش این سیستم، از طریق ارتباط با سیستم مدیریت موتور، در فرایند ایجاد جرقه مداخله میکند. مداخله، شامل توقف ایجاد پالسهای جرقه و / یا پاشش است. جلوگیری از ایجاد پالس جرقه به منظور کاهش سریع نرخ لغزش خودرو بویژه در خودروهای دارای چرخ متحرک عقب، انجام میگیرد.
کاهش زاویه آوانس جرقه
کاهش زاویه آوانس جرقه، باعث کاهش سریع (اما نرمتر) گشتاور محرک موتور خواهد شد. در این شرایط، تنظیمات تایمینگ جرقه، مقدم بر توقف پالسهای جداگانه جرقه در تمامی مواردی که نتایج کافی را به دست میدهند، خواهد داشت. توجه داشته باشید که اگر جرقه ریتارد باشد، گشتاور موتور را میتوان در فاصله زمانی بسیار کوتاهی، تا حدود 50 درصد کاهش داد.

سامانه کنترل کشش ( TCS)
هدف از سامانه کنترل کشش یا TCS، دست یابی خودرو به کشش و پایداری جانبی مناسب توسط کنترل نسبت لغزش چرخ های محرک در شرایط گوناگون جاده ای، به ویژه جاده هایی با ضریب اصطکاک پایین(جاده های برفی و یخی) است. سامانهTCS به عنوان سامانه مکملABS  حفظ پایداری و فرمان پذیری مناسب خودرو به هنگام شتاب گیری از حالت توقف یا در حال حرکت را به عهده دارد.
همان طور که در هنگام ترمزگیری می باید از لغزش چرخ ها به علت کاهش پایداری خودرو جلوگیری به عمل آید، در هنگام شتاب گیری و افزایش سرعت نیز می باید از این لغزش جلوگیری کرد. این لغزش موجب می شود که مقداری از گشتاور موتور که می باید صرف رانش شود، صرف لغزش چرخ ها شود. به همین علت سامانهTCS با کمک سامانهABS و سامانه مدیریت موتور، گشتاور اعمالی به چرخ ها و افزایش دور موتور را کنترل می کند و موجب می شود که از لغزش چرخ ها جلوگیری به عمل آید.
هرزگشتن چرخ های متحرک در هنگام حرکت بر روی سطوح یخ زده از مشکل هایی است که بیشتر رانندگان آن را تجربه کرده اند. مشابه همین مشکل درباره اتومبیل هایی با موتورهای قوی حتی بر روی سطوح خشک نیز وجود دارد. راه حلی که از گذشته به منظور جلوگیری از هرزگردی چرخ های اتومبیل هایی که نیروی خروجی دیفرانسیل آن ها زیاد است، استفاده می شود، دیفرانسیل های LSDاست. به زبان ساده در خودروهای تک دیفرانسیل معمولی(دیفرانسیل آزاد) که گشتاور به هر دو چرخ منتقل می شود، اگر یکی از چرخ های متحرک تماسی با سطح زمین نداشته باشد و یا بر روی سطوح یخ زده قرار گیرد، آن چرخ آزادنه می چرخد و چرخ دیگر بر روی زمین خشک در حالت سکون قرار می گیرد، در نتیجه خودرو ثابت می ماند. سکون چرخ دوم به این علت است که به چرخی که اصطکاک بیشتری دارد، گشتاور کم تری منتقل می شود و این ایراد اصلی دیفرانسیل های آزاد است؛ اما در صورت وجود دیفرانسیل LSD گشتاور لازم برای به حرکت در آوردن چرخ ثابت به آن منتقل می شود و در نتیجه خودرو می تواند به حرکت خود ادامه دهد. در واقع تقسیم گشتاور بین هر یک از چرخ ها با توجه به میزان نیروی اصطکاک آن ها با سطح جاده است(هرچه
نیروی اصطکاک کم تر، گشتاور دریافتی هم کم تر).
از دیگر ترفندهایی که به منظور جلوگیری از هرزگردی چرخ ها انجام شده است، سامانه ماکس تراک بود که بر روی برخی از محصول های جنرال موتوردر اوایل دهه 70 نصب می شد. این سامانه را کامپیوترهای اولیه اتومبیل و سنسورهایی که در هر چهار چرخ نصب شده بود، فعال می کردند. کامپیوتر با توجه به میزان اختلاف سرعت در چرخ های جلو و عقب، میزان گشتاور موتور را به گونه ای تنظیم می کرد که کم ترین هرزگردی در هنگام حرکت به وجود آید. این سامانه به علت بهای زیادی که مالک باید برای آن پرداخت می کرد، استقبال نشد. در همان سال     ها بود که کادیلاک نیزسامانه TMS  را به بازار عرضه کرد؛ اما به علت واکنش های ضعیف و نواقصی که درECU به وجود می آمد، بسیار از آن انتقاد شد و
عمر کوتاهی داشت؛ اما پیروز میدان درنصب سامانه ای کامل، با کم ترین نقص که بتواند میزان هرزگردی چرخ های متحرک را به حداقل برساند و کم ترین میزان اتلاف انرژی را داشته یاشد، کارخانه مرسدس بنز بود که همواره در معرفی این گونه سامانه ها یکی از پیشگامان است. این کارخانه در سال1971 سامانهETCS  را معرفی کرد.
سامانه کنترل  کننده هرزگرد در خودرو های مدرن امروزی با کاهش نیروی موتور و تقسیم نیروی ترمز( مجهز به ABS ) به وسیله سنسور های سرعت که بر روی چرخ ها نصب شده، اتومبیل را مهار می کند. برای درک بهتر کاربرد TCS ، در نظر بگیرید که در خیابانی با شیب ملایم قرار دارید و سطح این خیابان کاملاً پوشیده از یخ یک دست و صاف است و در ضمن خبری هم از ستاد برف روبی نیست، مطمئن باشید که امکان عبور از این خیابان با هیچ ترفندی به جز TCS میسر نیست. وقتی خودرو در این وضعیت قرار می گیرد به علت کاهش نیروی اصطکاک، چرخ های متحرک شروع به هرزگردی می کنند. در همین لحظه سنسورها این خبر را به واحد کنترل می دهند و بلافاصله همزمان با کاهش نیروی خروجی دیفرانسیل، سامانه ABS هم وارد عمل می    شود و برروی هر چرخ به طور جداگانه نیروی ترمز موردنیاز را اعمال می  کند. در چنین شرایطی اتومبیل، استوارو بدون هیچ گونه هرزگردی به حرکت خود ادامه می دهد.
همچنین TCS در خودروهایی که در مسابقه های اتومبیل رانی شرکت می کنند، به منظور بالا بردن میزان نیروی چسبندگی لاستیک ها به سطح جاده در هنگام گاز دادن و شتاب گرفتن استفاده می شود. مثلا وقتی راننده بیش از اندازه گاز می دهد،TCS چرخ  ها را در پایدار ترین حالت قرار می دهد. از نمونه بارز موارد استفاده این سامانه در این گونه خودروها می توان به مسابقه های فرمول یک اشاره کرد. البته میزان حساسیت TCS در استفاده از کلیدی است که بر روی فرمان نصب شده است تا در شرایط مختلف راننده بتواند حساسیت سامانه را تغییر دهد.
بسیاری از مردم به اشتباه فکر می کنند TCS از گیرکردن خودرو در برف جلوگیری می کند، در حالی که این سامانه چنین وظیفه ای ندارد. به زبان ساده ترABS از لیز خوردن لاستیک ها در هنگام ترمزکردن جلوگیری می کند؛ اماTCS از لیز خوردن لاستیک ها در هنگام گاز دادن جلوگیری می کند و همان طور که هنگام ترمزکردن با خودرو مجهز به ABS راننده پالس هایی را بر روی پدال ترمز حس می کند، در زمان گاز دادن هم شبیه به همان پالس ها بر روی پدال گاز حس خواهد کرد. پالس هایی که هر ضربه آن نویدبخش تلاش این سامانه ها برای دور شدن از مهلکه است.
سامانه ترمز ESP
در بخش های پیشین درباره اجزای دیگر سامانه های ترمز بحث شد. در این بخش سامانه  ترمز پیشرفتهESP را بررسی می کنیم. ESP از مخفف ELECTRONIC STABILITY PROGRAM به معنی برنامه کنترل پایداری خودرو گرفته شده است. این سامانه  جدیدترین سامانه  حفاظتی خودروست که از سال2002 بر روی 27% از وسایل نقلیه اروپایی و 75% از خودروهای ژاپنی و آمریکایی نصب شده و این آمار هم چنان روبه افزایش است.
سامانه  ترمزESP مجموعه ای از سامانه     هایی مانند ABS، EBD، TCS و … است و با وجود این سامانه ، عملکرد تمامی سامانه  های دیگر به دست خواهد آمد.
سامانه ESP نسل ارتقاء یافته سامانه  های ترمز پیش از خود است، با این تفاوت که سامانه  کنترل YAW نیز به آن اضافه شده است. مجموعه سامانه  هایی که تا کنون بررسی شدند، لغزش چرخ ها را به هنگام ترمزگیری یا شتاب گیری کنترل می کردند؛ در واقع حرکت طولی خودرو را کنترل می کردند. سامانه ESP، علاوه بر موارد بالا، چرخش خودرو را نیز حول محور عمودی کنترل می کند. این سامانه  با کنترل هریک از ترمزها به طور جداگانه و تطبیق لحظه ای گشتاور موتور بدون نیاز به عکس العمل راننده صورت می گیرد.
در اینجا سامانه  ترمز ESP MK-60 که بر روی خودروی سیتروئن C5 از محصول های شرکت سایپا نصب شده است، بررسی می شود.
اجزای سامانه ESP
برنامه پایداری خودرو ناپایداری در پیچ ها، مانورها و دورزدن ها را با سنسورهای ویژه حس می کند و با استفاده از ترمزگیری، گشتاور مخالفی را برای خنثی کردن گشتاور ناپایدارکننده در یک چزخ تولید می کند.

مجموعه سیلندر اصلی و بوستر ترمز
این مجموعه از سیلندر ترمز به همراه بوستر خلائی تشکیل شده است. همچنین یک سنسور فشار روغن بر روی مجموعه قرار داده شده است که در صورتی که راننده از توانایی کافی برای فشردن پدال ترمز برخوردار نباشد، تنها از میزان حرکت پدال ترمز متوجه نیاز به ترمزگیری شدید را احساس می-کند و این عملیات را بدون کاربر به پایان می رساند.
واحد کنترل هیدرولیکی به همراه ECU سامانه
این مجموعه شامل یک موتور الکترونیکی برای به حرکت درآوردن پمپ هیدرولیکی، 12 شیر سنولوئیدی  (به ازای هر چرخ 2 شیر و 4 شیر برای کنترل جریان) برای قطع، وصل و نگه داشتن جریان روغن بر روی کالیپرهای ترمز و یک ECU است.
حسگر شتاب YAW، شتاب عرضی و شتاب منفی
این حس گر سه وظیفه را در سامانه ESP انجام می دهد که عبارتست از:
1. تعیین میزان شتاب منفی خودرو در حالت ترمزگیری.
2. تعیین میزان انحراف عرضی خودرو در هنگام پیچش.
3. تعیین میزان چرخش خودرو حول محور عمودی.
حسگر زاویه فرمان
این حسگر وظیفه تعیین میزان زاویه فرمان را در خودرو به عهده دارد. در صورتی که میزان گردش خودرو حول محور عمودی و یا شتاب عرضی خودرو از میزان گردش فرمان بیشتر یا کم تر باشد، این وضعیت به ECU سامانه ESP گزارش می شود و این سامانه  برای کنترل خودرو اقدام می کند. کنترل میزان گردش و انحراف خودرو نسبت به میزان چرخش فرمان در وضعیت های گوناگون، بیش دور زنی و کم دور زنی نامیده شده و مهم ترین برتری سامانه  هایESP نسبت به دیگر سامانه  های ترمزگیری بودهاست که در قسمت بعدی بررسی می شود.
کم دور زنی
کم دور زنی به علت از بین رفتن چسبندگی لازم در چرخ  های جلو است. در این حالت خودرو از مسیر خود خارج شده و سر آن به سمت خارج پیچ منحرف می شود که این امر باوجود چرخش کامل غربیلک فرمان رخ می دهد. علت این حالت معمولاً سرعت بیش از حد خودرو است.
بیش دور زنی
بیش دور زنی به علت از بین رفتن چسبندگی لازم در چرخ های عقب است. در این حالت خودرو از مسیر خود خارج شده و سر آن به سمت داخل پیچ منحرف می شود. علت این حالت معمولاً رها کردن پدال گاز در هنگام دور زدن است.
نتیجه گیری در این مقاله انواع سامانه  های ترمز پیشرفته نصب شده در خودروهای امروزی را بررسی کردیم. تاریخچه سامانه  های ترمزTCS وESP، روش تکامل آن ها و تفاوت های آن با سامانه  های پیش مانند ABS و EBD به ویژه عملکرد سامانه  پایداری خودرو در حالت بیش دور زنی و کم دور زنی را در خودروی C5 بررسیکردیم.