赛车牵引力掌握

赛车牵引力控制 凭借超过1000马力吨和沟槽干燥天气的轮胎,现代一级方程式赛车很容易因为可用的牵引力而变得过于强大。因此,牵引力控制系统的主要目的是优化相对于可用牵引力...


  赛车牵引力控制 凭借超过1000马力吨和沟槽干燥天气的轮胎,现代一级方程式赛车很容易因为可用的牵引力而变得过于强大。因此,牵引力控制系统的主要目的是优化相对于可用牵引力的动力传递。 概念性的定义 轮胎接触面可以传递的扭矩受到摩擦系数和向轮胎压下的法向力的限制。 摩擦系数mu主要是滑移率的函数,但也受轮胎磨损,履带表面状况和轮胎复合物和结构的影响。 控制牵引力的方程式如下: 哪里: =法向力N向下作用在轮胎接触面上。 =由于汽车质量导致的法向力。 =由于空气动力学下压力导致的法向力。 =车轮中心的扭矩Nm。 =发动机飞轮扭矩。 和=变速箱和最终传动的比率。 =从动轮的半径m。 =轮胎的摩擦系数滑动比的非线性函数。 现实情况是,在正常运行期间很难达到这些方程所暗示的限制。更具体地说,在站立比赛开始时是不可能实现的。 牵引力控制系统必须控制发动机的动力输送,以确保可用的扭矩与轮胎将其传递到道路的能力相匹配。 减少扭矩的概念 对于限定数量的汽缸,可以通过节气门位置,点火延迟或关闭点火或喷射来降低发动机扭矩。 从动轮的加速度可以超过50g,这意味着为了抵消动力传动系统的惯性时间常数,系统必须非常快速地作出反应。液压和电动节流阀在大约30ms或更长时间内作出反应,这太慢而不准确。 点火延迟最初是有利的,但在长时间的延迟事件中,它导致排气温度升高,这给出了可靠性问题。 这种消除过程产生了燃料喷射切断作为最终系统的技术。 设计了一种“旋转喷射切断”方案,该方案在1440曲柄角窗口720 * 2上操作。这允许满足一些标准: 1.气缸可以关闭一个循环。 2.每隔720度停用一个气缸就可以关闭一个“半”气缸。 3.可以编程一种特定的喷射关闭模式,以确保在整个转速范围内平稳运行。 关闭程序可以设计成最小化曲轴扭转应力。 5.最后,旋转模式确保没有单个气缸关闭足够长的时间以允许燃料从入口壁蒸发。这使得汽缸可以根据需要持续重新点火。 受控变量:滑动 牵引力控制系统的受控变量是后轮的滑移率。该参数定义如下: 滑移率= 哪里: =右后轮角速度rad s =左后轮角速度rad s =汽车参考速度 - 滤波后最大前轮角速度rad s 基本滑动值由控制算法进一步操纵,以允许仅一个后轮旋转的条件。 控制系统 控制系统属于PID种类。我会允许那些精通控制工程的人解释这种系统的内部工作原理。我将简单描述牵引力控制的整体控制过程。 PID的输出是达到期望的滑移率目标所需的发动机扭矩的减少百分比乘以当前的总传动比乘法补偿。 控制器还补偿驾驶员对感知到的车轮销事件的任何响应,即油门提升。 发动机扭矩减少 通过对测试引擎进行dyno测试并将数据整理成24点曲线,将所需的扭矩减少转换为喷射切断模式。一个关键的发现是,给定截止策略的扭矩降低几乎与发动机转速和负荷无关。 GP启动程序 通过两阶段过程解决了常规比赛开始的特定问题的解决方案。 第一阶段包括一个转速保持功能,该功能允许驾驶员保持油门全开,而ECU的P组件将转速保持在开始时所需的值。 离合器接合导致第二阶段的速度略有上升。第二阶段控制允许持续全油门应用,带有燃料切断调制。当达到第二临界速度时,系统从这两级启动程序恢复到传统的PID控制。
Dyno测试揭示了最佳的截止策略,以最大限度地减少曲轴应力。 一些人认为燃料切断可能比点火切断更猛烈,这可能会扰乱底盘。测试完成后,一名驾驶员在每个循环切断时检测到1.5个气缸失火,而另一个驾驶员在每个循环2个气缸之前感觉不到任何东西。这使得有信心继续将燃料切断作为控制输出。 在驾驶舱中添加了一个关湿干开关。它允许驾驶员在感觉到系统出现故障时禁用系统,并在控制算法的湿和干特定版本之间切换。
从平稳的保罗里卡德赛道进行测试,达到了最大滑差4-6%的目标。
不良滑差定义为转弯引起的后轮速度差异。在直线条件下发生良好的滑移,并且是系统控制的主要区域。 当离开角落时,必须确定TC系统“踢入”的点。发现该阈值与驾驶员的自然油门输入相关,并且这用于确定系统如何针对特定驾驶员定制。
驾驶员反馈在TC系统开发中至关重要。驱动程序仍然是控制循环的一部分,他对新响应的响应,例如上电UNDERSTEER,对于系统必须如何开发至关重要。 Larrouse工程师发现的一个关键点是完全消除滑移并不是一个理想的系统目标。看起来驾驶员需要一定程度的残余滑动来感受汽车正在做什么。完全消除滑差可以看作类似于完全消除基本动力转向系统的转向感觉。
校准方法的需要可以通过陈述TC的令人惊讶对于某些缺点来概括。 这些缺点是这样的; 无法将汽车放置在电源过度转向的情况下,以及电源转向不足的必然结果。还发现改进的TC响应是以车辆稳定性为代价的。 “驾驶员对工程师在极端时间压力下编程的电子系统的信念需要人类的信任和最高阶的勇气。” SAE 942475的这句话证实了为什么TC对于一级方程式的竞争力并不是一件坏事。驾驶员的勇气仍然需要在极限情况下信任系统,因此更敏感和勇敢的驾驶员仍将从系统中获取最多。迈克尔·舒马赫最近就此效果发表了评论,我不相信任何人因为牵引力控制而会更接近他。 方法本身最初是基于认识到最佳4-6%滑移目标过于简单化。低速时的范围为12-15%,高速时的范围为低于2%,更准确。此外,发现百分比滑移不是表征滑移的最佳方式。4%最佳仅在90-100kph的标称角速度下最佳。 在90kph时滑移百分比为4%最好被理解为描述前轮和后轮之间的实际三角速度4-5kph。转速的相对差异使得汽车具有偏航的特征感和驾驶员实际体验的特征。 这允许创建增量速度新变量和百分比滑动的校准图表。完成后,在比赛会议上发起了以下程序。 练习第1节: 在TC脱离的情况下驱动一圈以突出特定电路处的特定问题区域。将测试许多预设的TC校准,并在它们之间比较驾驶员反馈。
驾驶员首选的校准校准装置在ECU的干燥位置,在潮湿位置进行标准校准。标准校准在整个季节保持不变,并用作所做任何更改的参考。 这用于总结两位车手经常采取的不同方向,并决定哪一个最适合周末。校准总是令人满意,并且在比赛剩余时间内不需要进一步校准。 根据通常与汽车稳定性相关的设置问题进行了任何其他更改。必须修复最终校准以符合条件,以便收集准确的燃料消耗数据。这些对于种族战略至关重要。
这通常用于告知驾驶员最终的遥测读数和燃料消耗数据。只有在特殊情况下,才会在周日热身时提出进一步的评估。 该信息显然与特定团队有关,并且几乎可以肯定存在更复杂的系统,特别是在将偏航率数据集成到控制系统方面。 本文所展示的是TC背后的基本过程,并对驱动程序与TC系统之间的相互作用提供了一些有趣的见解,超越了未能考虑问题复杂性的简单媒体声明。

发表评论
加载中...

相关文章