TC的編輯視角│時速350公里下的電控顯學!循跡系統對MotoGP車手的幫助有多大?

TC的編輯視角│時速350公里下的電控顯學!循跡系統對MotoGP車手的幫助有多大?
TC 2023/01/04

在2016年賽季之前,MotoGP各家車隊都會使用自己挑選或研發的ECU,這組電控具有一系列的賽車管理與干預能力,包含了循跡系統、前輪浮舉抑制、引擎剎車以及彈射起步控制,雖然各家的ECU可以有助於車手做出更快的單圈,但同時也有車手抱怨ECU對於車手的工作干預的太多。

現在,最新版本的MotoGP賽車無論廠牌都已經安裝了統一規格的標準IMU(慣性測量單位),該裝置主要在防止賽車失控打滑,尤其在高速過彎的打滑抑制上。從2016年賽季以來,MotoGP賽車配備統規ECU之後,也確實的幫助了車手做出更好的單圈,並且更安全的比賽。


MotoGP賽車上的IMU(慣性測量單位)

一如前文所述,在2016年賽季之後MotoGP賽事中所有的賽車均需依規定安裝統規ECU,其中在IMU的部分主要提供兩大主要保護:

●循跡控制系統

●前輪浮舉抑制系統


循跡控制系統

賽車的輪胎性能會受到以下因素影響:

1. 輪胎的磨耗量

2. 賽車行駛的速度

3. 每個彎道的直徑、坡度與賽道柏油表面

4. 環境溫度與賽道溫度

而循跡控制系統平衡了以上的幾點要素,得以讓車手用更穩定與更高的速度攻略賽道。

MotoGP賽車上使用的循跡控制系統透過保持車輪與賽道表面的接觸面積來進行運算工作,從而提高輪胎抓地力。

循跡控制系統可以透過以下方式做到這一點:

1. 使用IMU檢測目前賽車的傾斜角度

2. 檢測賽車目前檔位

3. 檢測前後輪的旋轉量

IMU主要由一組陀螺儀與幾個加速度檢測儀組成,主要用於測量賽車以下六組平面的動態。

1. 前後加速度的水平面

2. 橫向加速度的橫向平面

3. 上下加速度的垂直平面

4. 前後旋轉角度,前輪相對於後輪的垂直運動

5. 橫向滾動旋轉量

6. 前後輪的相互橫向移動速度量

測量系統會在每一毫秒內不斷進行量測次數,並且同時傳達給系統做出微量的調整。IMU沒有辦法消除所有的打滑現象,但系統可以保持在工程師與車手制定的範圍內進行車輛動態上的適當干預。

如果驅動輪開始失去循跡,輪胎旋轉速度就會加快,當後輪與前輪之間的轉速差超過12%或自定義百分比時,循跡系統就會自動啟動介入。

在彎道中,如果後輪超過設定幅度,就會變成「後輪走在前輪前面」,也就是所謂的「轉向過度」,從而導致賽車失控。循跡控制系統就是用於抑制此一狀況。在突發狀態之下,系統會與ECU做確認,並且做出以下反應來減少驅動輪上的扭力出力。

1. 關閉其中一個汽缸,直接降低總功率

2. 關閉電子節氣門,減少功率輸出

3. 延遲點火正時,改變火星塞的點火時間,讓賽車降低出力的同時能夠有更柔順的線性出力

循跡控制的干預時間會是相當重要的關鍵點,如果給得太突然,後方會馬上在打滑後獲得抓地力,這會將車手直接High-Side拋飛出去。

當然,循跡系統對於所有車隊都是一樣的,但工程師可以針對車手的喜好與自家的賽車特性做出專屬的設置,除此之外,每一條賽道所需要進行的調整也都不盡相同。


浮舉抑制系統

如果說循跡控制系統的最大功能在於提高安全性,那浮舉抑制系統只有一個重點:提高性能。

當車手透過增加後輪扭力輸出的方式來改變賽車平衡時,角動量會發生變化,這時候前輪的重量會減輕,所以會造成前輪離地的現象。看起來很帥,但孤輪的狀態下對賽車加速相當不利,因為施加在動量向前的車上時會變成相對的阻力。

安裝在所有MotoGP賽車的浮舉抑制系統在啟動之前所需要量測的力量如下:

車輪相對速度

後輪的輪轉速與前輪的輪轉素香比較,當賽車處於孤輪狀態時,前輪會發生輪轉速下降。

當發生這種狀態,浮舉抑制系統則會進行干涉。

懸吊傳感器

前懸吊具有拉伸高度的感知器。

這組懸吊感知器可以量測前叉內外管的相對位置,所以當完全拉伸的狀態時,就已經足以代表目前的賽車處在前輪浮舉的狀態下,當這種狀況出現時,浮舉抑制系統同樣會進行干涉。


結論

MotoGP賽車不斷的追求在車手的極端速度表現與人身安全的平衡點,所以賽事導入了IMU系統作為標準配置,以結果論來說,近代賽車的確在各大賽道中所做出的單圈成績越來越快,同時令人遺憾的事件也有效的降低許多。

TC 資深編輯
一個人生超轉燈恆亮的失控編輯。