最新のトラクションとスタビリティ コントロールがどのように高速化するのか

かつては、最速のラップタイムを望むなら、すべての補助装置をオフにする必要がありました。 今は状況が違います。

私は昨年、サーキットでシボレー コルベット Z06 を運転していて、ちょっとインポスター症候群にかかっていたんです。 いつもよりもっと。 これは670馬力のミッドシップエンジン、ほぼスリックタイヤを備えた後輪駆動車で、R&Tスタッフが何時間もラップをするという屈辱に耐えてきたが、運転は簡単だった。 あまり頑張りすぎずに、適度なペースでトラックを周回するのは簡単でした。 これは私のスキルの反映というよりも、非常に寛大な援助、この場合は GM の優れたパフォーマンス トラクション マネージメント (PTM) システムのおかげです。

かつては、トラクションとスタビリティの制御システムは、コース上では補助的なものであると同時に邪魔者でもありました。 壁にぶつからないようにするのに役立ちますが、速度が犠牲になります。 今日は状況が違います。 トラクションとスタビリティのコントロールにより、より速く、より安全に走行できます。

トラクション コントロールがロードカーに登場し始めてから間もなく、レースに登場しました。 Motor Sport の 1993 年 6 月号の記事によると、フェラーリは 1990 年に最初の F1 トラクション コントロール システムを導入しました。初期のバージョンでも、このシステムは非常に効果的でした。 そのモータースポーツの記事は、トラクションコントロールを装備したフェラーリが他のフィールドよりも2秒速く周回した、濡れたエストリルでのテストについて述べている。 1992年のフランスGPでは、フェラーリのジャン・アレッシがウェットタイヤのスリックタイヤでラップしたのは、レインタイヤを履いたウィリアムズのナイジェル・マンセルとほぼ同じ速さだった。 アレッシは「トラクションコントロールがあれば、何もない」と語った。

F1は2008年にトラクションコントロールを禁止したが、他のレースシリーズではよくあることだ。 道路車両のトラクションおよびスタビリティ制御システムは、エンジン マッピングと ABS を組み合わせてトラクションを制御します。 エンジンを使用すると、燃料供給や点火を変更したり (従来のシステムではあまり行われませんが)、スロットル調整を使用して、車輪に伝わる動力を遮断することができます。 ABS システムは、個々のブレーキをつかんで車を 4 つのコーナーの 1 つを中心に旋回させ、ヨー レート、前車軸と後車軸の移動方向の違いを変更します。

従来のトラクションおよびスタビリティ制御システムは多くのシナリオで役立ちますが、長い間、これらのシステムはサーキット走行を念頭に置いて設計されていませんでした。 何が起こるかというと、コーナー出口でスロットルを少し慎重に操作すると、車が若干のホイールスピンを感知し、システムがイライラするほど長い時間シャットダウンし、スロットル ペダルの入力に反応しなくなることです。 さらに悪いことに、システムがパニックに陥り、ブレーキがかかり、望ましくない、おそらく危険な重量移動が引き起こされる場合があります。

その代わりにモータースポーツ システムがパワーを融合させます。 これは通常、タイヤがフルパワーを発揮できるようになるまでエンジンのスパークをカットすることで行われます。 BMW ファクトリードライバーのビル・オーバーリンがミッドオハイオで E92 M3 GT レースカーを運転している上記のビデオでは、彼がスロットルをオンにしているときに、ぎこちない音が聞こえます。 これはトラクションコントロールの仕事です。 多くの場合、ハンドルを緩めるとシステムがパワーを完全にブレンドするため、トラクション コントロールのない車よりも早くフルスロットルになります。 （車がミッドオハイオの山の上で降ろされるときも、TC の作動音が聞こえます。）これらのシステムは、この M3 が初めてレースに出場して以来 14 年間で進化してきましたが、動作原理は同じです。

現在、コルベットの主任シャシーエンジニアであり、2010 年のコルベット ZR1 でデビューして以来、PTM 内外で働いているビル・ワイズ氏は、道路車のトラクション コントロール システムは、レースカーとは関係のないあらゆる種類の変数を考慮する必要があると説明します。システムは回路のみにバインドされています。 「複雑さの観点から見ると、レースカーがやるべきことはただ 1 つだけです。それは、ラップタイムを最小限に抑えるために常に摩擦円上を走行することです」とワイズは説明します。 「ロードカーは、日常の移動に適しているだけでなく、雪、氷、砂利、濡れたアスファルト、濡れたコンクリート、密閉されたアスファルトなど、さまざまなレベルの状況や路面を理解する能力を備えていなければなりません。レースカーは、それらに対処する必要は決してありません。」

PTM の背後にあるアイデアは、レーストラック上にいるという前提で動作するシステムを作成することであり、これにより、混合条件の道路走行に必要なプロトコルをすべて取り除くことができます。 代わりに、PTM はトラックでより速く走れるようにすることだけに焦点を当てています。 レースカーと同様に、システムはエンジン出力を管理するために最初に点火をカットします。コーナーの早い段階でフルスロットルに進み、残りはシステムに任せることができます。 ワイズ氏は、レースカーは主にスパークカットに依存しているが、PTM搭載車はより迅速に動作するため最初のみこれを行うが、信頼性を確保するために、最終的にはコンピューターがスロットル位置を変更するスロットルモジュレーションに切り替わると付け加えた。エンジン出力を管理します。

PTM はレースカーからインスピレーションを得たものかもしれませんが、実際にはモータースポーツのトラクション コントロール システムよりも先進的です。 最初の ZR1 でも、PTM はコルベットのアダプティブ ダンパーと統合され、2014 年の C7 コルベットからは電子リミテッド スリップ ディファレンシャルがその機能に追加されました。 GT レースカーには、いかなる種類のアダプティブ サスペンションや電子ディファレンシャルも許可されていません。 重要なことに、安定制御システムも禁止されています。

トラクション コントロールとスタビリティ コントロールは一緒にまとめられることが多いですが、それぞれ異なる機能を実行します。 トラクション コントロールはホイールスピンを軽減し、スタビリティ コントロールは車両のヨー レート、つまり前車軸と後車軸の間の進行方向の違いを管理します。 (ヨー レートはよく「スリップ アングル」と呼ばれますが、私はこれが好きではありません。「スリップ アングル」はタイヤの向きとタイヤが移動する場所の違いを説明するのにも使用されるからです。)

PTM には、ウェット、ドライ、スポーツ、レース 1、およびレース 2 の 5 つのモードがあります。最初の 3 つのモードはスタビリティ コントロールをオンにして動作し、PTM は引くことができるすべてのレバーを使用して特定の最大ヨー レートを下回るようにします。 スポーツは、レース 1 と同じトラクション コントロール設定を使用しながら、そのツールを使用して優れたニュートラルなハンドリング バランスを維持するため、特に興味深いものです。

最新の PTM が GM の MagneRide (MR) ショックを統合する方法も魅力的です。「私たちは車を運転していて、『そう、私も少し運転しているので PTM を変更したいと思っています』と言うでしょう」リアアクスルに大きく滑り込みます」とワイズは言います。 「しかし、データを少し調べてみると、『重量移動が少し早すぎる。リアダンパーの負荷が必要以上に早くなっている』ことがよくわかります。我々が本当に望んでいるのは、負荷の速度を遅くすることです」 」

差分は MR および PTM システムにも影響します。 「私たちが差分を使って行うことの多くは、特定のヨー動作を管理することです」とワイズ氏は言います。 「特に車両の自然な感触を保つために、ヨーの挙動、コーナー中間部、コーナー出口を比較的類似した状態に保ちたいと考えています。」 また、システムはデフを締めたり緩めたりして、リアアクスルのホイールスリップを望ましい範囲内に保ちます。 （デフを締めたり、ロック量を増やすと、左右の車輪速度の差が減少します。デフを緩めるか、ロック量を減らすと、少なくとも左右の車輪速度の差が増加します）コーナリング。）

GM は、トラック上の車両のダイナミクスを定義するためにこれらすべてのツールを使用している数少ない自動車メーカーの 1 つです。 もう 1 つの注目すべき例は、2005 年の F430 で早期に e-diff ゲームに参入したフェラーリです。 PTM 搭載車やフェラーリをサーキットで運転すると、車のバランスが非常に巧みに管理されているため、まるで魔法のように感じられます。

一部の車は、トラクション/スタビリティ制御システムのモータースポーツの影響をより明白にしています。 Mercedes-AMG GT R 以降の GT ブラック シリーズには、HVAC コントロールの真上にノブがあり、後軸のホイール スリップのみを管理する 9 段階のトラクション コントロール システムを制御します。 このシステムは、スタビリティ コントロールがオフになっている場合にのみ機能するため、おそらく他のロード カーよりも GT3 レース カーのシステムをより適切にシミュレートできます。 BMW は現在、M2、M3、M4 に 10 レベルから選択できる「M トラクション コントロール」システムを提供していますが、このシステムには、所定のヨー レートを達成するためのスタビリティ コントロールも統合されています。 このシステムは、従来のトラクション/スタビリティ コントロール システムと同様にエンジンとブレーキの制御に基づいていますが、電子リミテッド スリップ ディファレンシャルも統合されています。 2 つの異なるシステムですが、ドライバーが車の感触を大幅に制御できるシステムでもあります。 より快適になるにつれて、望ましいレベルに達するまで介入のレベルを減らし始めるという考え方です。 または、路面状況やタイヤの劣化に伴ってグリップが低下する場合は、さらにグリップを追加します。

新しい 911 GT3 RS では、ポルシェはドライバーにステアリングホイール上で車両バランスを調整するためのさまざまな方法も提供します。 スタビリティ コントロールのオンまたはオフで機能する 7 段階のトラクション コントロール システムがありますが、GT3 RS のユニークな点は、ドライバーが調整可能なディファレンシャル設定を提供し、コーナーの進入時と脱出時のバランスに個別に影響を与えることです。 各アクスルのダンパーの圧縮とリバウンドを個別に電子調整することもできます。 最終的に、これによりドライバーは、非常に具体的な好みに合わせてハンドリングを調整できるようになります。

もちろん、最新のソフトウェア革新を活用するために、世界で最も豪華なハードウェアは必要ありません。 ここ数年、ロータスはボッシュ製のトラクション コントロール システムを使用しており、新型エミラには最新のバージョンで導入されています。 この車はパッシブ ダンパーと伝統的な機械式リミテッド スリップ ディファレンシャルを使用していますが、非常に高度なトラクションとスタビリティ コントロール システムを活用しています。

「これまでのシステムは常に入力に反応し、車が滑ったり、ブレーキを踏んだり、ステアリングを踏んだりするものでした」とロータスのチーフエンジニア、ギャバン・カーショーは説明する。 「これには完全な車両モデルがバックグラウンドで実行されているため、ドライバーが何をしているのか、どのようなフィードバックがあるのか​​を常に監視しており、それを車両モデルと関連付けて、実際に次の動作を予測しています。 」

「ドライバーが実際にそれを見る前に、車は何が起こるかを知る必要があります」と、ロータスのスタビリティコントロールおよびブレーキシステムの責任者であるウィル・コープランド氏は付け加えます。 「ステアリング角度を調べ、慣性監視ユニットである IMU の 6 次元を調べます。そのため、あらゆる方向のさまざまな加速度をすべて知ることができ、ヨー レートとジャーク レートを知ることができます。 「加速が実際に変化している速度を示しています。つまり、非常に先進的ですが、それはその動作が非常にシームレスであることを意味します…スタビリティ システムが車を捉えているように感じることはありません。安定システムが私をそこに捕らえたことがわかります。 それは常にシームレスです。」

多くのトラクションおよびスタビリティ制御システムと同様に、Emira システムは、その (文字通りの) 目的を達成するために、エンジン出力の変化とブレーキの握りに依存しています。 私たちが議論した他のすべてのシステムと同様に、利用可能なすべてのツールも同様です。

カーショー氏はまた、この種のものを開発するのは非常に難しいとも述べています。「車の形状、サイズ、形状、その他すべてが定義され、その後、非常に迅速にラバ車を構築して、当社の ESC サプライヤーとサスペンション システムは大変な仕事ですから」と彼は言います。 「通常、それはプログラム全体の長さです。」

エミラやここで説明した他のすべての車の場合、その結果は価値があります。 コース上でより速く、より安全になりたいと思わない人はいないでしょうか?

どのシステムも解決できないのは、私の詐欺師症候群の感覚ですが、それは本当に私にあります。 どういうわけか、コンピューターの介入なしで車を管理できる場合にのみ、価値のあるトラックドライバーになれるという考えが私の頭の中にあります。 しかし、プロの中のプロ、ビル・オーバーリンが古いM3 GTのトラクション・コントロール・システムに寄りかかってミッドオハイオで猛烈なペースを叩き出すビデオを見ると、私のやり方が間違っていたことが分かる。 本物のレーサーは、自分を速くするためのあらゆるツールを喜んで受け入れます。 レースカーにトラクションコントロールが備わっているのはそのためです。 私は自分自身を立ち直って、私自身と世界中の多くのトラックデー参加者が利用できるエンジニアリングの才能を楽しむ必要があります。

子供の頃から自動車愛好家である Chris Perkins は、Road & Track のエンジニアリングオタクであり、ポルシェの弁明者でもあります。 彼は2016年にスタッフに加わりましたが、それ以来誰も彼を解雇する方法を見つけていません。 彼はニューヨークのブルックリンにポルシェ ボクスターを路上駐車しており、その車を見た者全員、特に著者自身を恐怖に陥れた。 彼はまた、3台所有しているにもかかわらず、自分はコンバーチブル派ではないと主張している。

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