Последний бан MotoGP: устройство реального превосходства

МОТОГОНКИ.РУ, 30 мая 2018 - Для начала, хочу сказать слово всем, кто сам не умеет ничего писать, но умеет мышкой копировать и пастить наши материалы к себе на сайты и в группы - это нарушение закона, а еще это нарушение Правил самого ВКонтакте, поэтому не удивляйтесь, когда вас однажды просто блокируют. И это меньшее зло для вас. Спасибо за внимание.

MotoGP сегодня является лучшей версией себя, и причин для этого много, но главная - переход в 2016 году на единую управляющую электронику и программное обеспечение.

ПО от Dorna сузило рамки, в которых заводские инженеры могли играться с возможностями своих двигателей, и это сблизило мотоциклы на стартовой решетке. Они не стали медленней, но стали ближе по потенциалу; роль инженеров уменьшилась, а пилотов - возросла.

Мы наслаждаемся тем, как Марк Маркес и Жоан Зарко дымят своими покрышками в поворотах и поднимаются на подиум раз за разом. Их правая рука стала главным контрольно-измерительным прибором в MotoGP, а соперники, полагающиеся на маленькие черные ящички, спрятанные под сиденьем, часто оказываются далеко позади.

Много лет Кармело Эспелета и Dorna сражались с заводскими боссами за право запретить к применению их главное оружие - заводскую электронику, которая в 2011 году превратила прототипы MotoGP в золотые космические аппараты. Однажды, Кармело одержал верх в этой схватке. И вот, совсем скоро сделает еще один шаг к равенству пилота и машины.

Речь идет о скором запрете на использование оригинальных инерциальных платформ, разработанных лучшими умами заводских R&D, благодаря которым мотоциклы MotoGP научились ориентироваться в пространстве и предсказывать момент катастрофы - все это для последующей реализации в гражданских байках.

Схема работы 3-осевого IMU на примере Kawasaki ZX-10R

Что есть IMU? Инерциальная платформа объединяет набор датчиков, анализирует поступающую с них информацию и передает ее в ECU (блок управления двигателем). В набор входят: GPS, датчики ускорения (акселерометры), положения мотоцикла в пространстве (гироскопы), позиции электронной ручки газа, дроссельной заслонки, включенной передачи, скорости вращения колес, температуры тормозов и силы, с которой выжимается рычаг - всего до 30 сенсоров, но в стандартном наборе со Spec ECU от Dorna идут 18 из них, включая незаменимые, такие как сенсор включенной передачи, давления и температуры масла, скорости вращения колес (два).

Основная функция IMU - измерить силы, действующие на мотоцикл в конкретный момент времени, и передать данные в ECU, где эта информация будет интерпретирована ПО. ECU управляет уровнем крутящего момента на заднем колесе, ограничивая эффект wheelie, помогая лучше тормозить двигателем или стартовать с места - через контроль за дроссельными заслонками посредством точнейших сервоприводов, меняя состав смеси в инжекторах и регулируя зажигание. Ездить становиться проще!

Но простая функция трекшн-контроля (ограничения тяги) лишь замедляет мотоцикл. Использование всего потенциала IMU, напротив, может его ускорить.

Как IMU может ускорить мотоцикл на старте и правильно поработать с wheelie

Например, в случае начала wheelie, ECU сравнит скорости вращения колес и просто ограничит крутящий момент до того момента, пока переднее колесо не вернется на асфальт и не сравняется в скорости с задним: на старте гонок Гран-При такое случается часто - пилот делает неудачный старт, «прыгает» и тут же теряет позиции. Это лишь значит, что его launch-контроль не отработал ситуацию, а wheelie-контроль отработал слишком резко - инерциальная платформа либо не дала своевременной информации, либо эта стратегия не была доработана инженером. В общем, IMU не успел передать ECU нужную информацию - среагировать.

Без IMU, ECU не будет знать, как именно движется мотоцикл в пространстве, не будет учтено реальное ускорение при движении вперед, ускорение, с которым переднее колесо взмывает в небо. С IMU можно добиться стабильного роста ускорения, ограничивая крутящий момент прогрессивно: мотоцикл продолжит ускоряться в wheelie, неспешно опускаясь на два колеса. И эту стратегию можно совершенствовать.

Чем же IMU мешают Dorna и зачем их запрещать? Дело в том, что ECU сегодня - это просто компьютер, который обрабатывает набор данных. Базовое ПО, которое идет вместе с ECU Magneti Marelli, предлагает ограниченный набор регулировок. В комплекте идут 18 датчиков. Добавлять новые не запрещено. Но работать с ними, если у тебя нет низкого доступа к железу и ПО IMU, фактически невозможно.

Богатейшие заводы научились использовать весь вычислительный потенциал IMU и переносить часть аналитических функций из ECU, в конечном счете, генерируя качественно более полезный поток данных.

Например, инженеру захотелось усовершенствовать алгоритм трекшн-контроля для сбережения задней покрышки, поскольку это бы помогло пилоту ускориться на последних кругах гонки. Имея под руками старые заводские ECU с богатым доступом к регулировкам на низком уровне (в Repsol Honda до прошлого года работали 4 японских программиста), эту задачу можно было бы выполнить за минуты. Но ПО Dorna не позволяет учитывать уровень наклона мотоцикла и приложить к нему градус открытия ручки газа - меру желания пилота ехать быстрее. ПО Dorna анализирует каждый параметр отдельно, не учитывая важную часть вводных, а инженеру-телеметристу приходится регулировать каждый пункт стратегии отдельно. И хакать софт Dorna не вариант. Остается прошить готовую стратегию расчетов прямо в IMU, чтобы выдавать ECU конечный (нужный инженеру) результат для своевременной или даже опережающей реакции.

Внутренности блока IMU Yamaha

По мнению программы, IMU лишь поставляет ей сырые, необработанные данные с датчиков, ведь базовое ПО IMU достаточно простое. Заводы научились его менять, чтобы IMU выдавал готовое решение. И это - официально НЕ запрещено!

В мире геймеров это называется «читерством». Это можно сравнить с функцией автоматического headshot'а в Counter Strike, если вы понимаете, о чем речь: у кого такой функции нет, в равной дуэли гарантированно проиграет.

«Люди думают, что IMU просто измеряет угол наклона мотоцикла, - говорит Коррадо Чеккинелли, директор Dorna по технологиям и ведущий разработчик управляющего ПО для ECU Magneti Marelli. - На самом деле, IMU не просто измеряет угол, оно может рассчитать прогрессию и сопоставить результат с другими параметрами. При наличии инженера можно свести работу IMU к расчету всех параметров, которые влияют на уверенный держак и вероятность срыва колеса. Возьмем угол наклона мотоцикла, температуру резины, угол открытия заслонки, загрузку вилки. Имея эти данные и алгоритм, можно посчитать вероятность срыва и предупредить его. В базе IMU этого не делает, но может пересчитать и передать в ECU откорректированные данные - автоматика сработает прежде, чем начнется снос».

Если перевести всю электронику на один уровень и ограничить набор применяемых датчиков, это еще больше уровняет потенциалы команд: кто не имеет возможности «копаться в мозгах» по финансовым причинам или из-за нехватки опыта, многое теряют сегодня. Да и реальных специалистов в мире - единицы.

Блок IMU Yamaha M1

На ум приходит ситуация с Movistar Yamaha - может ли это быть связано? Honda и Ducati давно побороли проблемы с держаком на Michelin, но у Yamaha по-прежнему головная боль по этому поводу. Ducati всегда использовали Magnetti Marelli, и они наняли двух инженеров этой компании в 2016 - им ли не знать, что и как работает в собственноручно разработанной системе?! У Honda лучшие программисты. А вот в Yamaha, похоже, этим вопросом обеспокоились только в 2017, поэтому Валентино и Маверику приходится догонять конкурентов.

Удастся ли догнать, неизвестно. А вот настоять на запрете оригинальных заводских IMU и вводе блоков единого стандарта с ограниченным функционалом, как с ECU, - вот это вполне реально. Dorna очень даже «за!», ибо в курсе изысканий остальных заводов, причем еще с 2015 года.

Читеров можно пытаться отслеживать, чтобы затем забанить. Но проще выдать всем одинаковые клавиатуры и мышки с единственной кнопкой - и это будет дешевле и надежней.

P.S. Первым вопросом на встрече глав заводских гоночных департаментов в Брно в августе 2017 года был именно такой: сколько же сенсоров оставит командам новый Технический регламент в 2019 году? Точное количество анонсируют в середине лета.