Eccoci arrivati al tanto dibattuto TCS , che spesso chiamiamo TC acronimo per Traction Control o  controllo di trazione. Prima una bella spiegazione e poi vi rispondo ad un paio di domande del tipo :”Se sono in curva piegato ed apro di colpo la manopola del gas che succede ?”  Pazienza, pazienza prima sorbitevi la teoria e poi vediamo la pratica.

Il TC funziona esattamente al contrario del sistema ABS, che avete sulla vostra auto, cioè se  le gomme iniziano a scivolare il sistema riduce potenza per far recuperare trazione e quindi smettere di scivolare, invece l’ABS se la gomma tende a fermarsi la libera per recuperare scorrevolezza ed evitare che bloccandosi e scivolando si perde il controllo. Una differenza sostanziale, il TC lavora sull’elettronica di bordo ( ECU ) l’ABS lavora sull’idraulica del sistema frenante. Entrambi necessitano dei sensori per controllare se le ruote girano o no ed anche per pargonare la velocità di ciascuna ruota.

Abbiamo quindi dei sensori che rilevano la velocità istantanea del nostro mezzo.

Sulla ruota anteriore e su quella posteriore di una motoGP ci sono quattro sensori , due per ogni ruota per essere rindondanti , cioè se si rompe uno non ci si schianta, nell’immagine qui sotto, che è una M1, sta esattamente sotto l’attacco delle pinze Brembo  , lo vedete ocme un blocchetto nero e rileva la velocità della ruota anteriore ( per chi si interessa di elettronica è un sensore di Hall)

Questo sensore viene attivato da dei magneti che sono parte del disco più piccolo, che vedete all’esterno del disco dei freni in carbonio. Ogni volta che uno degli 8 o 12 magnetini passa davanti al sensore ne viene rilevata la presenza ed il sensore invia un segnale alla ECU (un impulso in genere è di circa 2 volt )  quindi la ECU rilevando  tutti questi impulsi da 0 a 2 volt da tutti e quattro i sensori effettua un calcolo istantaneo della velocità di rotazione e sapendo la crconferenza della gomma calcola anche la velocità  effettiva del mezzo.

La ECU ci mette circa 4.7 microsecondi a stimare la velocità  delle ruote, ma ha anche bisogno di sapere il nostro angolo di piega che acquisisce da un altro sensore che fa parte della piattaforma inerziale , che indica tutti i movimenti della moto per i tre assi di rotazione nello spazio, l’inclinazione viene interpretata come valore di angolo di piega in circa 38.0 microsecondi, poi la ECU ha anche bisogno di sapere l’angolo di apertura delle farfalle dei carburatori,  altri 10.0 microsecondi, per finire rileva i giri del motore in 4.7 microsecondi  ci si aggiunge un tempo di circa  120 microsecondi per analizzare ed eventualmente correggere i calcoli in base a dei parametri pre-definiti nel setting, si arriva così ad un totale di circa 180 micorsecondi, questo è importante perchè  per gestire il TC dobbiamo operare sulle candele che a 20.000 giri ricevono un impulso ogni 180 millisecondi, quindi il tempo necessario per valutare la trazione sulle ruote è molto più  basso del tempo che ci serve per l’intervento di correzione del TC. In altre parole la ECU rileva in microsecondi cosa deve fare ed ha abbastanza tempo per intervenire sul famoso taglio di potenza che avviene  riducendo  la tensione sulle candele, ed ovviamente opera anche sul comando delle farfalle dei carburatori, come se il pilot apelasse sul gas un momentino. Quindi la combinazione del taglio sull’accensione e la riduzione di apertura della farfalla di aspirazione come risultato mi fanno avere meno potenza di quella che come pilota ho chiesto.

Abbiamo parlato di accensione delle candele ecco un grafico che fa vedere come la ECU interviene :

Nella grafica si vede benissimo la differenza di un intervento sulla trazione limitato da uno che è decisivo, gli impulsi rappresentano la tensione che applichiamo alle candele per far scoccare la scintilla, si perchè non è che la ECU taglia decisamente l’accensione ad una o più candele nel caso di un intervento leggero, ma ne riduce solo la potenza  accorciando il tempo per far scoccare una scintilla (grafico superiore il secondo e ed undicesimo comando di accensione son ridotti nel tempo) . Nel caso invece di un intervento drastico il taglio su di una o più candele è netto,  interessante notare che quando il taglio è noteovle la ECU per non sbilancire il motore esegue una sequenza di “tagli” su una sequenza di candele diverse per ogni giro.

A questo punto sembra tutto molto facile, la ruota anteriore va meno veloce di quella posteriore sotto accelerazione il significato per la ECU è che la gomma posteriore sta scivolando , interviene subito  eliminando il problema operando sull’accensione delle candele.

Se invece la ruota anteriore sotto la spinta della ruota posteriore tende ad alzarsi, la ECU di nuovo interviene riducendo potenza fino a che la ruota anteriore tornando per terra recupera la stessa velocità della posteriore, in questo caso non lo chiamano TC ma Anti-Wheely … ma per la ECU è la stessa cosa. L’impennata della ruota anteriore puù essere rilevata in due modi, dalla solita piattaforma inerziale ma anche dall’allungamento della sospensione anteriore. Se tornate a guardare l’immagine della M1 noterete un sensore lineare che è un’asta che segue i movimenti verticali in su ed in giù della forcella, quindi oltre ad indicarci il funzionamento corretto della forcella in frenata, sui salti, nelle buche etc etc ci avvisa anche se stiamo alzando la ruota anteriore per eccesso di grip e gas sul posteriore.

Una  variazione  dell’Anti-Wheely è il sistema di lancio da fermo, praticamente fa la stessa cosa solo con una configurazione leggermente diversa della mappatura del motore, consuma di più e spinge molto di più se lo utilizassimo per tutta la gara non arriveremo nemmeno a metà gara, vi ricordate sicuramente dle volo che ha fatto Lorenzo a Laguna Seca nell aprova di lancio da fermo dopo le qualifiche, sicocme non lo ha disinserito prima della curva quando a dato gas no nsolo si eà trovato senza TC ma si eà anche torvato al massimo di setting di potenza…  chiaro che la M1 lo ha sparato per aria in quel modo.

Fin qui sembrerebbe tutto molto lineare e pulito da calcolare e disporre da parte della ECU, ma purtroppo abbiamo una situazione variabile importantissima, cioè che il diametro delle gomme non è costante , cioè la veolcità che leggiamo dal sensore deve essere corretta in base al diametro della gomma che può  variare fra moto dritta e moto inclinata , sopratutto agli angoli di piega pazzeschi delle motoGP.

Ve lo spiego con un semplice disegnino grafico, che ovviamente esagera la deformazione del  battistrada, per meglio far vedere la differenza del diametro di una gomma diritta rispetto una in piega. Quindi nelle informazioni del setting della ECU per il TC va impostanto anche il diametro della gomma in base ad esperinza acquisita si per via telemetrica che per informazioni passate dai gommisti. Attenzione non è un errore da sottovalutare perchè puo’ arrivare anche al 10% , valore assolutamete inaccettabile per una motoGP dove il pilota si ficca in curva magari a 240 km/h , vorrebbe dire avere una lettura della velocità delle ruote di 216 km/h.

Poi comunque le gomme si consumano anche dall’inizio a fine gara ed anche di questo va tenuto conto.

La ECU della Magneti Marelli da anni usa un sistema che si chiama PID, Proportional Integrale  Derivate, tradotto in parole povere siginfica che usa dei sistemi di calcolo per anlizzare in via matematica delle informaiozni che arrivano di continuo e valutarle ocn l suo algoritmo di controllo motore (le famose mappature del motore) .

Di modi di controllo nel PID ne esitono di fatto tre anche se si considera il primo di base e i successivi due opzioni del primo :

Modo proporzionale: significa che rilevato un errore ( la ruota che slitta) si parte da quel valore di errore e lo si applica ad un valore di guadagno che consente il calcolo necessario alla correzione.

Modo Integrale: in questo caso si fa la somma di tutti gli errori sucessivi rilevati ( l’integrale è una somma lineare )  che porta al clacolo della correzione per tutto il tempo che esiste l’errore.

Modo di derivata: in questo caso si tiene conto dell’errore su base temporale , cioè di quanto cambia in un certo tempo ( la derivata per chi si intende di formule matematiche) .Quetso sistema consente un anticipo sul controllo comportando un maggior guadagno sulla correzione necessaria in più riduce le oscillazioni del sistema (taglia  potenza – non tagliarla  – taglia potenza etc etc )  consente un intervento più modulato dal momento in cui si è rilevato l’errore.

Messa a punto del TC attraverso il PID

A differenza di quello che si pensa non è che ci si da una regolatina alla meccanica/geometrie e poi si interviene sui parametri del TC è un tantino più complesso vediamo come.

Per prima cosa si blocca l’intervento di calcolo dei due modi integrale e derivata e si usa solo il proporzionale.

Si incremente il guadagno proporzionale per circa un quarto del valore precedente e si controlla sulle telemetrie ed il segnale che arriva alla ECU per eventuali oscillazioni dello stesso. Si va aventi fino a che il picco dei segnalli rilevati si comicnia a ridurre di circa un quarto ripetto al picco rilevato precedentemente.

A questo punto si riattiva il modo integrale e si aumenta il valore di guadagno in piccoli passetti fino a che si vede eliminato l’errore precedente.

Per finire si riattiva il modo di derivata per ottenere un intervento ancora più dolce di correzione con un aumento  delle prestazioni del mezzo.

Dite la verità adesso cominciate a capire perchè ci mettono così tanto tempo a trovare un setting ottimale di base ed una volta trovato per  passetti di miglioramento si ottimizza il tutto ma ci va ancora più  tempo.

Ricordo che tutte queste regolazioni fini  le si fanno in pista giro dopo giro dentro e fuori dal box.

Due domande che si fanno tutti:

“Con che velocità reagisce il TC , ed il pilota se ne accorge ?”

Nel caso di una perdita di aderenza di circa il 1.8% la risposta del TC avviene in meno di 0.060 secondi ed il pilota la può anche non percepire, questo  perchè come detto sopra l’interventi di taglio è molto progressivo usando il ritardo di accensione delle candele e modulando la potenza seguendo la mappatura di gestione del motore. Sarebbe più facile dare un taglio netto come si faceva nei primi sistemi TC ma la moto diverrebbe orribile da guidare. Il punto sui TC moderni delle motoGP è correggere molto progressivamente cercando di anticipare e restitutendo il prima possibile in una situazione di optimum il controllo al pilota  per continuare la spinta in avanti.

“Posso aprire tutta la manetta  a metà curva?”

Certo è teoricamente possibile ma non è il miglior metodo di accelerare fuori da una curva . In questa circostanza una violenta richiesta di potenza e quindi di slittamento risulterebbe in una altrettanto violenta reazione del  sistema nel tentativo di ristabilire la trazione ottimale completamente persa,  invece di aiutarci ad uscire dalla piega in accelerazione continua ci farebbe perdere accelerazione  e velocità.  Il pilota di motoGP sa benissimo come funziona e come è settata il suo TC e lo segue con la manopola al meglio del minimo di correzioni, quindi  più il pilota usa in modo fluido la moto meglio reagisce il TC aiutandolo invece di contrastarlo.

Per finire un’immagine telemetrica che fa appunto vedere l’intervento del TC  in 0.053 secondi.

Mi fermo , spero che sia tutto chiaro, ci si risente dopo Indianapolis con il quinto capitolo e forse ultimo …. grazie di avercela fatta ad arrivare fino a qui 😀 😀 😀 😀

Se vi siete persi le prime tre parti ecco i link: PARTE 1 , PARTE 2 , PARTE 3

 

24 COMMENTS

  1. Bravo Aseb, spiegazione comprensibile e sempre puntuale!! Fa paura pensare che i piloti siano in mano a questi gingilli qua….
    a volte rimpiango i buoni vecchi carburatori!

  2. E si i vecchi carburatori con la pompa di accelerazione che quando aprivi ti mollavano una gran bella botta … 😀 😀 ;D

  3. Azzarola Aseb,ma perchè non ti fai assumere dalla Ducati e risolvi un pò di problemi? Complimenti,sei stato charissimo. Troppo invasiva sta elettronica,certo magari serve alla sicurezza però cosi si limita un pò il manico. Non oso immaginare LOrenzo con le 500 che voli avrebbe fatto,visto quello che è successo a Laguna per un disinserimento del TC 😀 Dicono che Stoner lo usi poco,mah io non ci credo tanto

  4. Nel 2007 ero a Barcellona e si sentiva benissimo l’intervento del TC sull’ultima curva prima dell’arrivo della GP7 di Casey. Poi sempre nel 2007 l’ho risentito ad Assen ed anche li si sentiva. Io penso che con il passare degli anni si e’ molto ma molto affinato tutto il pacchetto elettronico e Casey e’ indubbiamente uno dei migliori “interpreti” di questi sistemi invasivi avendo iniziato anche nel 2006 anno dell’avvento di quasi tutta questa elettronica. Nel 2007 Casey si e’ trovato una moto avanti di un bel po’ rispetto la concorrenza in cammpo software e per lui e’ stata una grande scuola.

    Io ritengo che lui segua alla perfezione gli aiuti elettronici sfruttandoli al meglio, forse anche meglio di Lorenzo che e’ un gran appassionato di elettronica.

  5. Bellissimo articolo e ti ringrazio molto per aver risposto a quella fatidica domanda: “Posso aprire tutta la manetta a metà curva?”. Non so quante volte ho tentato di far capire ad altre persone che girare tutta la manetta a centro curva e lasciar lavorare il TC non è il miglior modo per uscire da una curva sfruttando gli aiuti elettronici.
    Ci sono rimasto un po’ male quando hai tirato fuori che il TC non è altro che un PID: per la prima volta 8 anni di ingegneria sono serviti a qualcosa! 😀

  6. Ah, una cosa volevo chiederti: che mi sai dire invece riguardo i TC che troviamo sulle moto di serie? Sono molto più “invasivi”?

  7. ahahah grande blade!!! pure io ci son rimasto male 😀 si spera che nessuno semplifichi un polo con uno zero a parte reale positiva! 😀

  8. Ciao BladeDMC, sulle moto di serie per quello che riguarda l’elettronica ne so abbastanza poco perche’ ho tutti amici atteapati come il sottoscritto che guidano moto ancora a carburatori con qualche eccezzione di Suzuky ad iniezione, nessuno che si sia comperato moto di ultima generazione come per esempio l’Aprila RSV4 magari “Factory”, questa di elettronica e’ imbottita, cosi’ come la BMW con il Automatic Stability Control che e’ un TC a tutti lgi effetti opzionale, la prima ad avere un TC e’ comunque stata la Honda ST1100 ABS-TCS del 1992 (fine produzione 2003)

    Bisogna anche considerare che qualsiasi moto moderna con iniezione elettronica puo’ essere dotata di un sistema TC, se ne trovano sul mercato degli accessori da competizione, cosi’ come si trovano centraline abbastanza sofisticate da sostituire a quella originale.

  9. @Blade: beh io ho provato quello Ducati della 1198 e lo si può settare in moltissime maniere. Con il livello di intervento massimo non fai nemmeno strada, ad ogni apertura del gas senti tagli di potenza, è una cosa da usare sulla pioggia se proprio non se ne può fare a meno.
    Però se lo si regola al minimo non è così fastidioso: l’intervento si avverte solo se si esagera in pista.

    Su Stoner invece non sono così d’accordo. E’ vero che lui aveva una moto con un’elettronica molto avanzata (aveva una centralina che “imparava” da sola il circuito) però per guidare come guida lui va regolata in maniera abbastaza particolare. Spigolando molto e raddrizzando in fretta per lui l’elettronica a moto molto inclinata praticamente non interveniva. L’intervento lo aveva in curve lunghe ovviamente come tutti, ma quando c’era da girare la faceva girare di gas senza elettronica.
    A Brno lo si sentiva moltissimo con la Honda, la sua erogazione all’uscita della esse in discesa era molto pulita, a differenza di quella Ducati ad esempio che pareva andare a 3!

  10. Che vergogna mi sono dimeticato della Ducati 1198, mneo male che e’ intervenuto Smeriglio.

    Io personalmente non ho mai provato una moto con TC , al “massimo” dell’elettronica ho provate di quelle con il taglio accensione sul cambio di marcia cosi’ non si chiude il gas 😀 😀 😀

  11. Smeriglio io a Barcellona 2007 ero all’ultima curva prima del rettilineo d’arrivo e quando passava Casey (con Valentino incollato e viceversa … altri tempi!!!) si sentiva benissimo l’intervento del TC, lo stesso ad Assen 2007. Secondo me all’inizio lo ha aiutato molto a trovare il suo modo di guidare e mano a mano ha sempre usato di meno l’elettronica troppo invasiva.

  12. Parere mio: ci sta che con la Ducati usasse settaggi di TC completamente diversi da quelli che usa adesso con la Honda. Sicuramente il suo modo di guidare è molto diverso da quello della stragrande maggioranza degli altri piloti (forse l’unico che ci si avvicina un po’ è Hayden, per lo spprepositato uso che fa del freno posteriore, ma Casey è sicuramente inarrivabile per quel tipo di guida).
    Quello che si vede molto bene oggi con la Honda è come manda la moto in sovrasterzo a centro curva, aiutandosi col gas, per poter poi raddrizzare il prima possibile. Ho letto che il motivo per cui era l’unico ad andare forte con la Ducati era proprio questo (così avrebbe detto Burgess).

  13. @Aseb: mi è capitato a Misano, quest’anno, durante la prima tappa del CIV, di notare una cosa abbastanza interessante. Ero in tribuna ad osservare Polita e Saltarelli girare in pista (li conosco personalmente in quanto siamo quasi compaesani, abbiamo la stessa età e qualche amico in comune). Era sabato, turno di qualifiche. Subito dopo il carro si sentiva che i piloti salivano di una marcia per poi fare il cambio di direzione, entrare alla misano 1 e uscire a gas bello pieno, con la marcia “lunga”. Durante un giro però ad Alex, appena fuori dalla curva, è partito di brutto il posteriore e se non era lui che chiudeva il gas non credo che il TC l’avrebbe salvato. Questo mi ha fatto pensare che forse i piloti usano settaggi di TC “diversi” da quelli che ci aspettiamo, cioè talmente vicini al rischio caduta che se esagerano col gas rischiano comunque di volare in aria. Dalla tua spiegazione del funzionamento del TC, invece, avrei dovuto sentire un forte taglio all’erogazione, ma senza “reazioni” da parte del pilota.
    Insomma, tralasciando la questione “tempi”, io alla storia che da piegati si possa dare tutta la manetta senza cadere non ci credo molto. Sbaglio?

  14. Ciao BladeDMC, dubito che nel CIV abbiano centraline e sopratutto software cosi’ sofisticati come in MotoGp. A tutti gli effetti se si utilizza un “vero” fly-by-wire, aprendo il gas al massimo stai ruotando un potenziometro che dice alla ECU massima potenza, la ECU valuta la situaizone in base all’angolo di piega, velocita’ etc etc non apre le farfalle quindi non succede nulla, continui ad accelerare o a percorrere la curva al meglio dell’aderenza.

    Ovvio che dipende tutto dal settagio che il pilota preferisce. In moto GP penso che non sia cosi’ invasivo come potrebbe essere per evitare perdite importanti di prestazioni, per esempio in derpata, quindi se lo apri di colpo ti spara via.

    Su sistemi TC meno sofisticati sicuramente ti spara via.

  15. Beh, sicuramente non sono ai livelli della Gp, però Polita e Baiocco stanno di fatto utilizzando le vecchie 1098 ufficiali da SBK (penso le 2009), quindi credo che in quanto a TC non siano poi così poco sofisticate.
    Comunque mi hai poi detto quello che volevo sapere, grazie. 😉
    Piccola nota interessante: ieri durante la telecronaca della Gp c’era Cecchinello in cabina, al posto dell’assente Reggiani. Parlando è venuto fuori si è stupito di osservare quanto siano differenti i setting di elettronica che usano i piloti. In particolare ha detto che Stoner è uno che usa poco TC mentre Pedrosa preferisce affidarsi molto ai controlli.

  16. Ciao BladeDMC, a proposito di quanto si usa l’elettronica, ne parlavo con Smeriglio perche’ penso che Valentino si torverebbe meligo sulla GP11.1 senza ausili elettronici solo una buona gestione del motore. Magari ci ha anche provato e poi rinunciato chissa ?

  17. @Aseb
    stavolta non ho capito un tubo o quasi… 🙁 troppo complicato.
    Sono d’accordo col mio fra’, non è che puoi andare in Ducati a risolvere un po’ di problemi? 😉 😉
    Possiamo sempre andare a Borgo Panigale coi picchetti, chi ci ferma a noi valentiniani? 🙂 🙂

  18. Eila’ Gianni grazie, non so perche’ ma e’ un errore che faccio spesso, non mi entra in testa, poi ne aprofitto perche’ ho visto un paio di altri errori: trasposizione di lettere in una parola.

    Purtroppo in questo blog a pubblicare siamo in pochini e non abbiamo un correttore di bozze, che poi sarebbe un lusso, qualche volta ci proviamo fra di noi, poi ogni tanto Smeriglio mi fa un SMS dicendomi dove sono certi errori e viceversa 😀 😀 😀

  19. Infatti appena vengo in italia la prima cosa che faccio mi compero una tastiera italiana (io usa quela olandese che e’ uguale alla tedesca +/- ) ho anche il software in inglese o olandese, mi serve un dizionario italiano da installare su Word .. prima o poi trovo anche quello. Ma prima la tastiera.

    Son quasi 15 anni che parlo sempre di meno, ma sopratutto no scrivo mai, in italiano quindi un aiutino software dalla ECU mi starebbe anche bene 😀 😀 😀

  20. Buongiorno Asseb volevo porti una domanda inerente il tc della mia aprilia caponord 1200:
    Ho tre livelli di tc selezionabili oltre a tre mappe motore e ultimamente (non mii è mai successo in due anni e mezzo) sul livello che usavo sempre (il secondo) appena butto giù la moto è apro il gas il tc è in funzione, solo però nelle pieghe con maggiore inclinazione,infatti nella stessa curva se sollevo un po’ la moto riprende potenza e via.
    Praticamente è impossibile guidare sul secondo livello del tc, ma era il livello migliore per me! Le gomme che ho sostituito sono le stesse di prima con stessa misura, la calibrazione delle gomme l’ho fatta( apprendimento della misura delle gomme) , i sensori e i cavi del tc ad occhio sono sani, ls pressione è la stessa, le strade pure, non capisco!! Mentre sul primo e terzo livello tutto funziona come prima.
    Per dirtela breve, il tc entra non perche’ il post. Sta scivolando, ma nob appena piego molto.
    Secondo te cosa può essere accaduto?

Comments are closed.