Cómo el control moderno de tracción y estabilidad lo hace más rápido

Antes, si querías el tiempo de vuelta más rápido, apagabas a todos los asistentes. Ahora las cosas son diferentes.

Tuve un poco de síndrome del impostor conduciendo el Chevrolet Corvette Z06 en la pista el año pasado. Más de lo habitual. Aquí había un automóvil de 670 hp con motor central, tracción trasera y neumáticos casi resbaladizos que había sufrido la indignidad de horas de vueltas del personal de R&T, y era fácil de conducir. Fue fácil moverse por la pista a un ritmo razonable sin esforzarse demasiado. Esto no es tanto un reflejo de mi habilidad, sino una ayuda muy generosa, en este caso, el brillante sistema Performance Traction Management (PTM) de GM.

Solía ​​ser que los sistemas de control de tracción y estabilidad eran casi tanto un obstáculo en la pista como una ayuda. Te ayudarían a mantenerte alejado de una pared, pero a expensas de la velocidad. Las cosas son diferentes hoy. El control de tracción y estabilidad te hace más rápido y seguro.

El control de tracción apareció en las carreras poco después de que comenzara a aparecer en los autos de calle. Según un artículo de la edición de junio de 1993 de Motor Sport, Ferrari implementó el primer sistema de control de tracción de Fórmula 1 en 1990. Incluso en sus primeras iteraciones, fue sumamente eficaz. Ese artículo de Motor Sport menciona una prueba en un Estoril húmedo donde los Ferrari equipados con control de tracción dieron vueltas dos segundos más rápido que el resto del campo. En el Gran Premio de Francia de 1992, Jean Alessi, de Ferrari, fue casi tan rápido sobre mojado con neumáticos lisos como Nigel Mansell de Williams con neumáticos para lluvia. Alessi dijo después de que "[con] control de tracción, no es nada".

La F1 prohibió el control de tracción en 2008, pero es común en otras series de carreras. Los sistemas de control de estabilidad y tracción de los autos de carretera usan una combinación de mapeo del motor y ABS para, ejem, controlar la tracción. Con el motor, puede cambiar el combustible o la chispa, lo que no se hace con tanta frecuencia en un sistema tradicional, o usar la modulación del acelerador, para reducir la potencia que va a las ruedas. El sistema ABS puede agarrar un freno individual para hacer que el automóvil pivote alrededor de una de sus cuatro esquinas, cambiando la velocidad de guiñada, la diferencia de dirección entre el recorrido del eje delantero y trasero.

Los sistemas tradicionales de control de tracción y estabilidad son útiles en muchos escenarios, pero durante mucho tiempo, estos sistemas no se diseñaron teniendo en cuenta la conducción en pista. Lo que sucede es esto: te vuelves un poco juicioso con el acelerador en la salida de la esquina, el auto detecta un poco de deslizamiento de las ruedas y el sistema te apaga durante un tiempo irritantemente largo, sin responder a las entradas del pedal del acelerador. Peor es cuando el sistema entra en pánico y agarra un freno, induciendo una transferencia de peso indeseable y posiblemente peligrosa.

En cambio, un sistema de deportes de motor se mezcla con el poder. Por lo general, esto se hace cortando la chispa del motor hasta que los neumáticos puedan tomar la máxima potencia. En el video anterior del piloto de fábrica de BMW, Bill Auberlin, conduciendo un auto de carrera E92 M3 GT en Mid-Ohio, puede escuchar un sonido de tartamudeo mientras acelera. Este es el control de tracción en el trabajo. En muchos casos, acelera a fondo antes de lo que lo haría en un automóvil sin control de tracción, ya que el sistema combinará perfectamente la potencia mientras desenrolla la rueda. (También puede escuchar el TC funcionando cuando el automóvil se descarga sobre las crestas de Mid-Ohio). Estos sistemas han evolucionado en los 14 años desde que este M3 corrió por primera vez, pero el principio operativo es el mismo.

Bill Wise, actualmente el ingeniero principal de chasis del Corvette, que ha trabajado en PTM y sus alrededores desde que debutó con el Corvette ZR1 de 2010, explica que el sistema de control de tracción de un automóvil de carretera tiene que tener en cuenta todo tipo de variables irrelevantes para un automóvil de carrera. sistema ligado a circuitos solamente. "Desde el punto de vista de la complejidad, un auto de carrera solo tiene que hacer una cosa, que es andar en el círculo de fricción en todo momento para minimizar los tiempos de vuelta", explica Wise. "Donde un auto de calle tiene que tener la capacidad de llevarte a diario, pero también comprender diferentes niveles de condiciones, superficies, ya sea nieve, hielo, grava, asfalto húmedo, concreto húmedo, asfalto sellado, todas esas cosas. Un auto de carrera nunca tiene que lidiar con eso".

La idea detrás de PTM era crear un sistema que opera suponiendo que estás en una pista de carreras, lo que te permite eliminar todos los protocolos necesarios para la conducción en carretera en condiciones mixtas. En cambio, PTM se enfoca únicamente en hacerte más rápido en la pista. Al igual que en un auto de carreras, el sistema inicialmente corta la chispa para administrar la salida del motor, y puedes acelerar a fondo en una curva y dejar que el sistema solucione el resto. Wise agrega que, si bien los autos de carrera se basan principalmente en el corte de chispa, un auto equipado con PTM solo hará esto al principio porque funciona más rápido, pero en aras de la confiabilidad, eventualmente cambiará a la modulación del acelerador, donde la computadora cambia la posición del acelerador a gestionar la salida del motor.

Si bien el PTM puede haberse inspirado en los autos de carrera, en realidad es más avanzado que un sistema de control de tracción para deportes de motor. Incluso con ese primer ZR1, el PTM se integró con los amortiguadores adaptativos del Corvette y, comenzando con el C7 Corvette de 2014, agregó un diferencial de deslizamiento limitado electrónico a su alcance. A los autos de carrera GT no se les permite ningún tipo de suspensión adaptativa ni diferencial electrónico. Críticamente, los sistemas de control de estabilidad también están prohibidos.

El control de tracción y estabilidad a menudo se agrupan, pero realizan funciones diferentes. El control de tracción mitiga el patinaje de las ruedas, mientras que el control de estabilidad gestiona la velocidad de derrape de un vehículo o la diferencia en la dirección de desplazamiento entre los ejes delantero y trasero. (La velocidad de guiñada a menudo se denomina "ángulo de deslizamiento", aunque no me gusta esto porque el "ángulo de deslizamiento" también se usa para describir la diferencia entre la orientación de un neumático y el lugar al que viaja).

El PTM tiene cinco modos, Mojado, Seco, Deportivo, Carrera 1 y Carrera 2. Los primeros tres funcionan con el control de estabilidad activado, y el PTM usa todas las palancas que puede tirar para mantenerse por debajo de una tasa de guiñada máxima específica. La Sport es particularmente interesante, ya que usa la misma configuración de control de tracción que la Race 1, mientras que también usa sus herramientas para mantener un equilibrio de manejo agradable y neutral.

La forma en que PTM en su última iteración integra los amortiguadores MagneRide (MR) de GM también es fascinante. "Conduciremos el automóvil [y diremos]: 'Bueno, quiero hacer un cambio de PTM porque también estoy conduciendo un poco mucho deslizamiento en el eje trasero'", dice Wise. "Pero profundizas un poco en los datos y ves bien, 'Estamos transfiriendo el peso demasiado rápido. Los amortiguadores traseros se están cargando más rápido de lo que necesitamos', y lo que realmente queremos es reducir la carga". del neumático trasero para que pueda hacer que funcione y nosotros podamos. Mantener el objetivo de deslizamiento más alto. Así que hacemos mucho de eso en conjunto porque ambos juegan el uno contra el otro".

La diferencia también juega con los sistemas MR y PTM. "Mucho de lo que hacemos con el diff es administrar cierto comportamiento de guiñada", dice Wise. "Específicamente para que el vehículo se sienta natural, queremos que el comportamiento de guiñada, la mitad de la curva y la salida de la curva sean relativamente similares". El sistema también aprieta o afloja el diferencial para mantener el deslizamiento de las ruedas en el eje trasero dentro del rango deseado. (Al apretar el diferencial, o aumentar la cantidad de bloqueo, se reduce la diferencia en la velocidad de las ruedas de lado a lado; al aflojar el diferencial, o disminuir la cantidad de bloqueo, aumenta la diferencia en la velocidad de las ruedas de lado a lado, al menos en curvas.)

GM es uno de los pocos fabricantes de automóviles que utilizan todas estas herramientas para definir la dinámica de un vehículo en la pista. Otro ejemplo notable es Ferrari, que entró temprano en el juego e-diff, con el F430 2005. Maneje un automóvil equipado con PTM o cualquier Ferrari en la pista, y casi se siente como magia, el equilibrio del automóvil se maneja de manera experta.

Algunos autos hacen que la influencia de los deportes de motor de sus sistemas de control de tracción/estabilidad sea más obvia. El Mercedes-AMG GT R y posterior GT Black Series presentaban una perilla justo encima de los controles HVAC que controla un sistema de control de tracción de nueve etapas que solo gestiona el deslizamiento de las ruedas en el eje trasero. Este sistema solo funciona con el control de estabilidad desactivado, quizás simulando mejor los sistemas en un auto de carreras GT3 que cualquier otro auto de carretera. BMW ahora ofrece un sistema de "Control de tracción M" en el M2, M3 y M4 con 10 niveles seleccionables, pero este sistema también integra control de estabilidad para lograr una tasa de guiñada predeterminada. Este sistema se apoya en los controles del motor y los frenos como un sistema tradicional de control de tracción/estabilidad, aunque también integra un diferencial de deslizamiento limitado electrónico. Dos sistemas diferentes, entonces, pero sistemas que también le permiten al conductor un gran control sobre la sensación del automóvil. La idea es que a medida que te sientas más cómodo, comiences a reducir el nivel de intervención, hasta que alcances el nivel deseado. O, a medida que el agarre se reduce a medida que las condiciones de la pista y los neumáticos se deterioran, agrega un poco más.

En el nuevo 911 GT3 RS, Porsche también ofrece a los conductores varias formas de ajustar el equilibrio del vehículo desde el volante. Hay un sistema de control de tracción de siete etapas que funciona con el control de estabilidad activado o desactivado, pero de manera única, el GT3 RS ofrece configuraciones diferenciales ajustables por el conductor que afectan por separado el equilibrio al entrar y salir de las curvas. También hay ajustes electrónicos individuales para la compresión y el rebote del amortiguador en cada eje. En última instancia, esto permite al conductor adaptar el manejo a sus preferencias específicas.

Por supuesto, no necesita el hardware más sofisticado del mundo para aprovechar las últimas innovaciones de software. Desde hace algunos años, Lotus ha utilizado un sistema de control de tracción de origen Bosch, que se implementa en su última versión en el nuevo Emira. Este automóvil utiliza amortiguadores pasivos y un diferencial de deslizamiento limitado mecánico tradicional, pero aprovecha un sistema de control de estabilidad y tracción muy avanzado.

"Los sistemas hasta este siempre han sido reactivos a una entrada, si ve que el automóvil se desliza o si pisa los frenos, golpea la dirección", explica el ingeniero jefe de Lotus, Gavan Kershaw. "Esto tiene un modelo de vehículo completo que se ejecuta en segundo plano, por lo que está constantemente observando lo que está haciendo el conductor, cuál es la retroalimentación, [y] lo está correlacionando con su modelo de vehículo y en realidad está prediciendo qué será lo próximo. "

"El coche debe saber lo que va a pasar antes de que el conductor lo vea realmente", añade Will Copland, jefe de control de estabilidad y sistemas de frenos de Lotus. "Está mirando el ángulo de dirección, está mirando seis dimensiones en la IMU, la unidad de monitoreo inercial, por lo que puede decir todas las diferentes aceleraciones en todas las direcciones, puede decir la velocidad de guiñada y la velocidad de tirones, que es la tasa de que la aceleración en realidad está cambiando. Por lo tanto, es muy avanzado en lo que está mirando, pero eso significa que es bastante fluido en su funcionamiento... los sistemas de estabilidad nunca se sienten como si atraparan el automóvil o nunca se siente como, 'Oh Veo que el sistema de estabilidad me atrapó allí.' Siempre es impecable".

Al igual que muchos sistemas de control de tracción y estabilidad, el sistema Emira se basa en la variación de la potencia del motor y el agarre de los frenos para lograr sus objetivos (literales). Como todo el resto de sistemas que comentamos, todas las herramientas que tiene disponibles.

Kershaw también señala que es muy difícil desarrollar este tipo de cosas: "[L]a forma del automóvil está definida, el tamaño, la forma y todo lo demás, y luego, con bastante rapidez, estamos construyendo vagones de mulas para enviar a nuestro proveedor de ESC y sistemas de suspensión porque es un gran trabajo", dice. "Por lo general, es la duración total del programa".

Los resultados, en el caso del Emira y todos los demás autos que describimos aquí, valen la pena. ¿Quién no quiere ser más rápido y más seguro en la pista?

Lo que ningún sistema puede resolver es mi sentido del síndrome del impostor, pero eso realmente depende de mí. Por alguna razón, tengo en mi cabeza que solo puedo ser un piloto de pista digno si puedo manejar un auto sin la intervención de una computadora. Pero ver el video del profesional Bill Auberlin apoyado en el sistema de control de tracción del viejo M3 GT para establecer un ritmo vertiginoso en Mid-Ohio muestra el error de mis caminos. Un verdadero corredor aceptará con gusto cualquier herramienta que lo haga más rápido. Es por eso que los autos de carrera tienen control de tracción. Solo necesito superarme a mí mismo y disfrutar de la brillantez de la ingeniería que está disponible para mí y para muchos asistentes al día de la pista en todo el mundo.

Entusiasta de los automóviles desde la infancia, Chris Perkins es un nerd de la ingeniería de Road & Track y apologista de Porsche. Se unió al personal en 2016 y nadie ha encontrado la manera de despedirlo desde entonces. Estaciona un Porsche Boxster en la calle en Brooklyn, Nueva York, para horror de todos los que ven el auto, incluido el propio autor. También insiste en que no es una persona convertible, a pesar de tener tres.

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