ट्रैक्शन कंट्रोल पहचान कैसे करता है कि पहिए फिसल रहे हैं, और पावर कैसे काबू करता है?

ट्रैक्शन कंट्रोल कुछ ही सेकंड में पहचान लेता है कि पहिया खाली घूम रहा है और टॉर्क को काटकर शक्ति को दोबारा सड़क पर स्थानांतरित कर देता है।
ट्रैक्शन कंट्रोल कुछ ही सेकंड में पहचान लेता है कि पहिया खाली घूम रहा है और टॉर्क को काटकर शक्ति को दोबारा सड़क पर स्थानांतरित कर देता है।

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ट्रैक्शन कंट्रोल (TCS), तेजी से बढ़ने के दौरान पहिये के खाली घूमकर फिसलन करने को पहिया गति सेंसरों से प्राप्त डेटा के आधार पर पहचानता है और इंजन पर ब्रेक या टॉर्क कटौती के हस्तक्षेप से खोई हुई पकड़ को वापस हासिल करता है। ESC गाड़ी के फिसलकर बेकाबू होने को रोकने की कोशिश करता है; जबकि ट्रैक्शन कंट्रोल इसके बिल्कुल उलट, शक्ति के सड़क पर स्थानांतरित होने के क्षण फिसलन को नियंत्रित करता है। दोनों एक ही सेंसर नेटवर्क साझा करते हैं लेकिन उनके काम बिल्कुल अलग हैं।

मुख्य बातें

  • TCS, फिसलन को पहिया गति सेंसरों से मापी गई फिसलन के प्रतिशत से पहचानता है
  • Bosch ने ABS को 1978 मेंऔर ट्रैक्शन कंट्रोल को 1985 में उत्पादन वाहनों में लाया
  • हस्तक्षेप तीन तरीकों से किया जाता है: ब्रेक प्रेशर, इंजन टॉर्क कटौती, सक्रिय डिफरेंशियल
  • TCS वास्तव में ESC के द्वितीयक फंक्शन के रूप में, उसी मॉड्यूल के भीतर रहता है
  • लगभग हर स्थिति में सिस्टम चालू रहना चाहिए; इसे बंद करना केवल संकीर्ण अपवाद में ही काम आता है

ऐसे सोचो: सर्दी की सुबह चौराहे पर मुड़ रहे हो, एक्सलरेटर दबाते ही टायर अचानक तुम्हारी जगह एक सिम्फोनिक फिसलन का कंसर्ट पेश कर रहे हैं। ठीक उसी क्षण सक्रिय होने वाला सिस्टम ट्रैक्शन कंट्रोल है - अंग्रेजी में Traction Control Systemकुछ निर्माताओं में ASR (Anti-Slip Regulation) नाम से जाना जाता है। ABS ब्रेकिंग के दौरान पहिये के ब्लॉक होने को रोकता है, जबकि TCS बिल्कुल विपरीत दिशा में काम करता है: तेजी से बढ़ने के दौरान पहिये का शक्ति को सड़क तक पहुँचाए बिना खाली घूमना रोकता है। दोनों अक्सर साथ में उल्लेख किए जाते हैं क्योंकि वे सचमुच एक ही तंत्रिका तंत्र साझा करते हैं। तो यह सिस्टम फिसलन को कहाँ से जानता है? आइए सेंसर से एक्चुएटर तक की श्रृंखला को कदम-दर-कदम सुलझाएँ।

फिसलन कैसे पहचानी जाती है: पहिया गति सेंसर और फिसलन प्रतिशत

Bir lastiğin kayıp kaymadığına karar veren şey gösterge değil, gerçek hız ile tekerlek devri arasındaki farktan hesaplanan kayma yüzdesidir.

ट्रैक्शन कंट्रोल का प्राथमिक संवेदी अंग पहिया गति सेंसर होते हैं। हर पहिये की घूर्णन गति की लगातार निगरानी की जाती है और डेटा ABS/TCS नियंत्रण इकाई (ECU) में जाता है। सिस्टम दो चीजों की तुलना करता है: वाहन की वास्तविक गति और ट्रैक्शन पहियों की घूर्णन गति। यदि ट्रैक्शन वाले पहिये, वाहन की गति की तुलना में स्पष्ट रूप से तेज घूम रहे हैं, तो टायर और सड़क के बीच फिसलन है। इस अंतर से गणना की गई अनुपात को फिसलन प्रतिशत कहा जाता है और यह TCS के कितना हस्तक्षेप करने का निर्णय लेने का आधारभूत मान है।

सेंसर कहाँ छिपे होते हैं? फैक्ट्री वाहनों में गति मापन का सबसे आम बिंदु गियरबॉक्स आउटपुट यानी आउटपुट शाफ्ट की गति है; इसके अलावा हर पहिये के हब पर एक-एक सेंसर होना आमतौर पर इस बात का संकेत है कि वाहन ABS-युक्त है। सेंसर तकनीक के दृष्टिकोण से चार मुख्य प्रकार हैं: Hall Effect आधारित डिजिटल सेंसर, इंटरप्ट (कटर) शैली के डिजिटल सेंसर, पैसिव मैग्नेटिक इंडक्टिव सेंसर और सक्रिय मैग्नेटोरेसिस्टिव सेंसर। सभी एक ही काम करते हैं - दाँतेदार रिंग जैसी एक रिंग (टोन रिंग) के पारगमन को गिनकर गति की गणना करना - लेकिन उनकी रिज़ॉल्यूशन और विद्युत व्यवहार अलग होते हैं।

कर्षण हानि (स्लिप) प्रतिशत की गणना की एक बारीक बात भी है: आदर्श रणनीति में पहले चालित (ड्राइव) पहिए पर, फिर गैर-चालित पहिए पर दूसरा सेंसर लगाया जाता है; दोनों पहियों के बीच का गति अंतर स्लिप प्रतिशत बताता है। रेसिंग और रेट्रोफिट अनुप्रयोगों में गैर-चालित पहिए के सेंसर की जगह GPS गति मॉड्यूल का भी उपयोग किया जा सकता है। इसके अलावा कुछ सिस्टम पहियों की गति के अतिरिक्त एक्सेलेरोमीटर डेटा का भी उपयोग करते हैं और ड्राइवर के एक्सेलेरेटर पेडल से आने वाले संदर्भ को इसके अनुसार समायोजित करते हैं। यानी सिस्टम केवल "पहिया घूम रहा है या नहीं" ही नहीं, बल्कि "क्या वाहन वास्तव में तेज हो रहा है" का प्रश्न भी पूछता है।

इससे एक व्यावहारिक निष्कर्ष निकलता है: खराब या असंभव गतियाँ बताने वाला एक सेंसर, मॉड्यूल के लिए यह निर्धारित करना असंभव बना देता है कि कौन सा पहिया फिसल रहा है। नतीजा? TCS और स्थिरता नियंत्रण दोनों अक्षम हो सकते हैं। डैशबोर्ड पर टिमटिमाती वह नारंगी रोशनी अक्सर वास्तव में किसी पहिए के सेंसर का विद्रोह होती है।

शक्ति कैसे सीमित करता है: तीन हस्तक्षेप विधियाँ

फिसलन का पता लगाना काम का आधा हिस्सा है; असली इंजीनियरिंग तो फिसलते पहिए को शांत करने में है। TCS के पास इस काम के लिए तीन मुख्य साधन हैं और अधिकांश आधुनिक वाहन इनमें से दो या तीन का एक साथ उपयोग करते हैं।

ब्रेक हस्तक्षेप

सबसे तेज़ और सबसे सामान्य विधि: फिसलते पहिए की ओर ABS पंप और मॉड्यूलेटर के माध्यम से ब्रेक प्रेशर निर्देशित किया जाता है। प्रत्येक चालित पहिए के लिए ABS मॉड्यूलेटर में एक अतिरिक्त सोलेनॉयड वाल्व होता है; सिस्टम तुरंत चुन सकता है कि किस पहिए को धीमा करना है। धीमा होता पहिया पकड़ प्राप्त करता है और टॉर्क, डिफरेंशियल के माध्यम से बेहतर पकड़ वाले सामने वाले पहिए को स्थानांतरित हो जाता है। यानी यहाँ ब्रेक "रुकने के लिए" नहीं, बल्कि टॉर्क को सही पहिए तक पहुँचाने के लिए उपयोग किया जा रहा है - मुझे हर बार यह ऐसा लगता है जैसे कोई नल बंद करके पानी को दूसरे पाइप में मोड़ रहा हो।

लेकिन इस विधि की एक कीमत भी है: ब्रेक पैड गर्म हो जाते हैं। इसीलिए TCS, ब्रेक पैड के अत्यधिक गर्म होने को रोकने के लिए एक निश्चित समय के बाद स्वयं को स्वतः अक्षम कर देता है। "लगातार उपयोग से क्या ब्रेक को नुकसान होता है" इस प्रश्न का इंजीनियरिंग उत्तर बिल्कुल यही है: डिज़ाइन को स्वयं की रक्षा करने के तरीके से सीमित किया गया है।

इंजन टॉर्क कटौती

यदि दोनों चालित पहिए फिसल रहे हों तो अकेले ब्रेक पर्याप्त नहीं होता; सिस्टम Powertrain Control Module (PCM) को संकेत भेजकर इंजन द्वारा उत्पादित टॉर्क को कम कर देता है। यह कटौती विभिन्न तरीकों से की जा सकती है: कुछ सिस्टम इंजेक्टर काट देते हैं, जबकि कुछ इंजेक्टर को छुए बिना केवल थ्रॉटल को सीमित करके टॉर्क घटा देते हैं। विकिपीडिया द्वारा भी संक्षेप में बताया गया तर्क यह है: TCS तब सक्रिय होता है जब थ्रॉटल इनपुट, इंजन शक्ति और टॉर्क ट्रांसफर आपस में मेल नहीं खाते, और घूमते पहिए को छोटी ब्रेक अप्लाई से धीमा कर देता है। आंतरिक दहन इंजनों के अलावा, सामान्य पहिया ओवरस्पिन का पता लगाकर थ्रॉटल काटकर कर्षण मांग को वापस लाने वाले इंजन टॉर्क आधारित सिस्टम (engine traction control) एक अलग श्रेणी के रूप में वर्गीकृत किए जाते हैं। एक और उन्नत दृष्टिकोण SAE साहित्य में मिलता है: एक टॉर्क सेंसर का उपयोग करके कर्षण हानि को सीधे मापने और थ्रॉटल के माध्यम से इंजन टॉर्क को समायोजित करने वाली अनुकूली (adaptif) नियंत्रण योजना।

एक्टिव डिफरेंशियल और टॉर्क वेक्टरिंग

तीसरा तरीका सबसे हूबहू है: शक्ति को बिना काटे सही पहिये तक पहुँचाना। टॉर्क वेक्टरिंग वह तकनीक है जिसमें डिफरेंशियल द्वारा प्रत्येक हाफ-शाफ्ट को भेजे जाने वाले टॉर्क को इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम से बदला जा सकता है। ये डिफरेंशियल एक्सल पर प्रत्येक पहिये तक जाने वाली शक्ति को हाइड्रॉलिक या इलेक्ट्रिक सॉलेनॉइड्स से नियंत्रित करते हैं। एक्टिव डिफरेंशियल दो समूहों में बँटे होते हैं: एक्टिव लिमिटेड स्लिप डिफरेंशियल (ALSD) और टॉर्क वेक्टरिंग डिफरेंशियल (TVD)। क्लासिक LSD और TCS के बीच का अंतर भी स्पष्ट कर लें: LSD ब्रेक का उपयोग किए बिना या इंजन टॉर्क काटे बिना शक्ति को दोनों पहियों तक पहुँचा सकता है; जबकि TCS पहिये के घूमने को ब्रेक लगाकर या टॉर्क काटकर दबाता है। यानी एक शक्ति बाँटता है, दूसरा शक्ति घटाता है।

तरीकाकैसे काम करता हैध्यान देने योग्य बात
ब्रेक हस्तक्षेपफिसलते पहिये को ABS मॉड्युलेटर से दबाव भेजा जाता हैअत्यधिक गर्मी होने पर सिस्टम स्वयं को बंद कर लेता है
इंजन टॉर्क कटौतीPCM को सिग्नल; इंजेक्टर कटौती या थ्रॉटल कम करनादोहरे फिसलन में अनिवार्य समाधान
एक्टिव डिफरेंशियलटॉर्क सॉलेनॉइड/हाइड्रॉलिक से हाफ-शाफ्ट्स पर बाँटा जाता हैशक्ति काटे बिना काम करता है, लागत अधिक है
LSD (पैसिव/एक्टिव)शक्ति को दोनों पहियों तक पहुँचाना जारी रखता हैTCS के विपरीत टॉर्क कम नहीं करता

क्या TCS और ESC एक ही हैं? सेंसर लॉजिक और कार्य विभाजन

यह सबसे अक्सर पूछे जाने वाले सवालों में से एक है: "क्या दोनों एक ही चीज़ हैं?" छोटा जवाब नहीं है, लेकिन वे एक ही शरीर साझा करते हैं। ट्रैक्शन कंट्रोल आमतौर पर उत्पादन वाहनों में ESC के द्वितीयक फ़ंक्शन के रूप में मौजूद होता है - अनिवार्य नहीं है, लेकिन व्यवहार में लगभग हमेशा ऐसा ही होता है। ESC के घटक ये हैं: व्हील स्पीड सेंसर, कंट्रोल मॉड्यूल, स्टीयरिंग एंगल सेंसर, यॉ रेट (विक्षेपण दर) सेंसर और एक्सेलेरोमीटर। TCS भी वही व्हील स्पीड सेंसर का उपयोग करता है; यानी सेंसर साझा हैं, निर्णय का तर्क अलग है।

निर्णय के तर्क में अंतर मेरी राय में इस पूरे मामले का सबसे रोमांचक हिस्सा है। ESC की एक ही चिंता है: ड्राइवर द्वारा लक्षित रास्ते का पीछा करना। स्टीयरिंग एंगल सेंसर ड्राइवर के इरादे की जानकारी देता है, यॉ सेंसर वाहन की वास्तविक विक्षेपण दर बताता है और यदि दोनों मेल नहीं खाते - यानी वाहन अंडरस्टीयर या ओवरस्टीयर कर रहा है - तो सिस्टम ABS के साथ समन्वित कार्य करते हुए एक-एक पहिये पर ब्रेक लगाकर वाहन को घूमने से बचा लेता है। ESC घटना को स्टीयरिंग सेंसर इनपुट से शुरू करता है, फिर यॉ सेंसर का डेटा ABS नियंत्रक तक पहुँचता है। इसीलिए स्टीयरिंग एंगल और यॉ/डिसेलेरेशन सेंसर महत्वपूर्ण होते हैं और पहियों से जुड़े किसी रखरखाव के बाद उन्हें रीसेट करना आवश्यक होता है। TCS पर आते हैं: ESC कहता है "वाहन को घूमने से रोको", TCS कहता है "पहिये को बेकार घूमने से रोको"। एक रास्ते की, दूसरा गति की बात करता है। दोनों एक साथ काम कर सकते हैं लेकिन एक तेज़ी से चलता है, दूसरा दुर्घटना को रोकता है।

बर्फ में ट्रैक्शन कंट्रोल चालू रखना चाहिए या बंद?

सर्दी आते ही हर किसी के मन में यही सवाल आता है। जवाब ज़्यादातर ड्राइवरों को चौंका देता है: ट्रैक्शन कंट्रोल बर्फ की लगभग पूरी स्थिति में - विशेष रूप से 99% मामलों में - चालू रहना चाहिए। जब तक सिस्टम पहियों के फिसलने को पहचानता है, तब तक वह आपकी रक्षा करता है और खोई हुई पकड़ को वापस पाने की कोशिश करता है। "बर्फ गिरने पर TCS बंद कर दो" वाली बात एक आम भ्रांति मानी जाती है; ज़्यादातर सिस्टम इंजन की शक्ति घटाकर काम करते हैं और इसे बंद करने से आपको कोई फायदा नहीं होता।

लेकिन एक अपवाद है और इसका तर्क समझने के लिए टायर के स्वभाव को देखना ज़रूरी है। धीमी गति में बर्फ, बर्फ़ की परत और कीचड़ जैसी सतहों पर कुछ हद तक पहियों का घूमना सामान्य है, यहाँ तक कि आगे बढ़ने के लिए ज़रूरी भी है - स्नो टायर अपनी नरम बनावट और बर्फ को बाहर निकालने की प्रणाली के साथ ठीक इन्हीं घुमावों का लाभ उठाते हैं। TCS इस प्रणाली से टकरा सकता है: पहिए को चालीस सेंटीमीटर आगे बढ़ने के लिए घूमने की इजाज़त दिए बिना ही शक्ति काट देता है। इसलिए कम गति वाली ठोस सतहों पर, खासकर जब कीचड़ या बर्फ में धँस जाएँ और फँस जाएँ, TCS को अस्थायी रूप से बंद करना समझदारी हो सकती है। उपयोगकर्ता पुस्तिकाओं में व्यावहारिक सुझाव भी यही है: TCS बटन को दबाकर रखकर सिस्टम को पूरी तरह बंद करें, निकलने के बाद दोबारा चालू करें।

एक "snow mode" भी होता है: यह मोड स्थिरता नियंत्रण के हस्तक्षेप को घटाते हुए ट्रैक्शन हस्तक्षेप को बढ़ाता है और जैसा नाम से स्पष्ट है, यह बर्फ, बारिश, बजरी जैसे वातावरण के लिए बनाया गया है। इसके अलावा, ड्राइवरों की "TCS चालू होने पर कार कमज़ोर हो जाती है" वाली शिकायत अधिकतर एक धारणा मात्र है; सिस्टम वास्तव में इंजन की शक्ति घटाता है लेकिन यह कमी, पहिए द्वारा सड़क पर बेकार खर्च की जाने वाली ऊर्जा की वापसी है। जिसे शक्ति की हानि समझा जाता है, वह असल में शक्ति का लाभ है।

अक्सर पूछे जाने वाले व्यावहारिक सवाल

  • क्या TCS और ESC के सेंसर एक ही हैं? हाँ, TCS आमतौर पर ABS के पहिया गति सेंसरों का उपयोग करता है; ESC इसमें स्टीयरिंग कोण और यॉ सेंसर जोड़ता है।
  • क्या TCS गाड़ी को धीमा करता है? इसका उद्देश्य गाड़ी को धीमा करना नहीं, बल्कि फिसलते हुए पहिए को धीमा करना है। इंजन की शक्ति घटाकर यह तेज़ी को संतुलित कर सकता है।
  • सेंसर खराबी किसे प्रभावित करती है? खराब पहिया गति सेंसर TCS और ESC के एक साथ बंद हो जाने का कारण बन सकता है।
  • क्या TCS ब्रेक को नुकसान पहुँचाता है? सिस्टम, ब्रेक पैड के अधिक गर्म होने से बचने के लिए एक निश्चित समय के बाद स्वयं को स्वतः बंद कर लेता है।

अंत में, ट्रैक्शन कंट्रोल दिखने से कहीं अधिक सूक्ष्म संतुलन की कला है: पहिया गति सेंसरों से आने वाले डेटा को पढ़ता है, फिसलन को पलक झपकते ही पकड़ लेता है और ब्रेक, टॉर्क कटौती या सक्रिय डिफरेंशियल के ज़रिए शक्ति को सड़क पर वापस उतार देता है। जहाँ ESC दुर्घटना रोकने पर ध्यान देता है, वहीं TCS का असली काम है - गैस दबाने के हर पल शक्ति को टायर और सड़क के बीच के नाजुक रिश्ते को टूटने न देना। अगली बार जब वह नारंगी बत्ती चमके, तो गुस्सा मत करें - सिस्टम आपके लिए टायर को पकड़ने का रास्ता ढूँढ रहा है। क्या आप कभी कीचड़ में धँसकर TCS बंद करने पर मजबूर हुए हैं? टिप्पणियों में बताइए, मुझे जानने में दिलचस्पी है!

स्रोत