Wie moderne Traktions- und Stabilitätskontrolle Sie schneller macht

Früher galt: Wenn man die schnellste Rundenzeit wollte, schaltete man alle Helfer aus. Jetzt sind die Dinge anders.

Ich hatte letztes Jahr beim Fahren der Chevrolet Corvette Z06 auf der Rennstrecke ein bisschen das Hochstapler-Syndrom. Mehr als sonst. Hier war ein 670 PS starkes Mittelmotor-Auto mit Heckantrieb und nahezu glatten Reifen, das stundenlanges Überrunden durch R&T-Mitarbeiter erduldet hatte und leicht zu fahren war. Es war einfach, in einem angemessenen Tempo über die Strecke zu kommen, ohne sich zu sehr anzustrengen. Dies spiegelt nicht so sehr meine Fähigkeiten wider, sondern ist vielmehr eine sehr großzügige helfende Hand, in diesem Fall das brillante Performance Traction Management (PTM)-System von GM.

Früher waren Traktions- und Stabilitätskontrollsysteme auf der Strecke fast ebenso hinderlich wie hilfreich. Sie würden helfen, Sie von einer Wand fernzuhalten, aber auf Kosten der Geschwindigkeit. Heute ist alles anders. Traktions- und Stabilitätskontrolle machen Sie schneller und sicherer.

Die Traktionskontrolle tauchte im Rennsport auf, kurz nachdem sie in Straßenfahrzeugen eingeführt wurde. Laut einem Artikel in der Juni-Ausgabe 1993 von Motor Sport führte Ferrari 1990 das erste Formel-1-Traktionskontrollsystem ein. Schon in seinen ersten Versionen war es äußerst effektiv. In diesem Motorsport-Artikel wird auf einen Test im nassen Estoril hingewiesen, bei dem Ferraris mit Traktionskontrolle zwei Sekunden schneller fuhren als der Rest des Feldes. Beim Großen Preis von Frankreich 1992 fuhr Jean Alessi von Ferrari bei Nässe auf Slicks fast so schnell wie Nigel Mansell von Williams auf Regenreifen. Alessi sagte danach: „Mit der Traktionskontrolle ist das nichts.“

Die Formel 1 hat die Traktionskontrolle 2008 verboten, in anderen Rennserien ist sie jedoch üblich. Traktions- und Stabilitätskontrollsysteme für Straßenfahrzeuge verwenden eine Kombination aus Motorkennfeld und ABS, um die Traktion zu steuern. Beim Motor können Sie die Kraftstoffzufuhr oder den Zündfunken ändern – was in einem herkömmlichen System nicht so häufig vorkommt, oder die Drosselklappenmodulation verwenden –, um die Leistung an die Räder zu drosseln. Das ABS-System kann eine einzelne Bremse aktivieren, um das Auto um eine seiner vier Ecken zu schwenken und so die Gierrate und den Richtungsunterschied zwischen Vorder- und Hinterachsweg zu ändern.

Herkömmliche Traktions- und Stabilitätskontrollsysteme sind in vielen Szenarien nützlich, aber lange Zeit wurden diese Systeme nicht für den Einsatz auf der Rennstrecke entwickelt. Was passiert, ist Folgendes: Am Kurvenausgang gehen Sie ein wenig vorsichtiger mit dem Gas um, das Auto spürt ein leichtes Durchdrehen der Räder und das System schaltet Sie für eine irritierend lange Zeit ab, ohne auf Gaspedaleingaben zu reagieren. Noch schlimmer ist es, wenn das System in Panik gerät und bremst, was zu einer unerwünschten, möglicherweise gefährlichen Gewichtsverlagerung führt.

Stattdessen mischt ein Motorsportsystem Leistung ein. Dies geschieht normalerweise durch Unterbrechen des Motorfunkens, bis die Reifen die volle Leistung aufnehmen können. Im obigen Video von BMW-Werksfahrer Bill Auberlin, der in Mid-Ohio einen E92 M3 GT-Rennwagen fährt, ist ein stotterndes Geräusch zu hören, während er Gas gibt. Das ist Traktionskontrolle am Werk. In vielen Fällen gibt er früher Vollgas als in einem Auto ohne Traktionskontrolle, da das System die Leistung beim Abdrehen des Lenkrads perfekt einfügt. (Sie können auch hören, wie TC funktioniert, wenn das Auto über die Bergkämme von Mid-Ohio entladen wird.) Diese Systeme haben sich in den 14 Jahren seit dem ersten Rennen dieses M3 weiterentwickelt, aber das Funktionsprinzip ist dasselbe.

Bill Wise, derzeit leitender Fahrwerksingenieur der Corvette, der seit seinem Debüt mit der Corvette ZR1 2010 in und um PTM arbeitet, erklärt, dass ein Traktionskontrollsystem für Straßenfahrzeuge alle möglichen Variablen berücksichtigen muss, die für einen Rennwagen irrelevant sind System, das ausschließlich an Schaltkreise gebunden ist. „Vom Komplexitätsgesichtspunkt aus muss ein Rennwagen nur eines tun: ständig auf dem Reibkreis herumfahren, um die Rundenzeiten zu minimieren“, erklärt Wise. „Ein Straßenauto muss in der Lage sein, jeden Tag unterwegs zu sein, aber auch unterschiedliche Bedingungen und Oberflächen zu bewältigen, sei es Schnee, Eis, Schotter, nasser Asphalt, nasser Beton, versiegelter Asphalt und all diese Dinge. Ein Rennwagen.“ muss sich nie damit auseinandersetzen.

Die Idee hinter PTM bestand darin, ein System zu schaffen, das davon ausgeht, dass Sie sich auf einer Rennstrecke befinden, und das es Ihnen ermöglicht, alle Protokolle mitzunehmen, die für das Fahren auf Straßen unter unterschiedlichen Bedingungen erforderlich sind. Stattdessen konzentriert sich PTM ausschließlich darauf, Sie auf der Strecke schneller zu machen. Wie bei einem Rennwagen unterbricht das System zunächst den Zündfunken, um die Motorleistung zu steuern, und Sie können zu Beginn einer Kurve Vollgas geben und den Rest dem System überlassen. Wise fügt hinzu, dass Rennwagen zwar hauptsächlich auf Funkenunterdrückung angewiesen sind, ein mit PTM ausgestattetes Auto dies jedoch zunächst nur tun wird, weil es schneller arbeitet. Aus Gründen der Zuverlässigkeit wird es jedoch irgendwann auf die Drosselklappenmodulation umschalten, bei der der Computer die Drosselklappenposition ändert Motorleistung verwalten.

Während PTM möglicherweise von Rennwagen inspiriert wurde, ist es tatsächlich fortschrittlicher als ein Traktionskontrollsystem im Motorsport. Schon bei der ersten ZR1 war PTM in die adaptiven Dämpfer der Corvette integriert, und ab der C7 Corvette von 2014 wurde das Angebot um ein elektronisches Sperrdifferenzial erweitert. GT-Rennwagen dürfen weder ein adaptives Fahrwerk noch ein elektronisches Differenzial haben. Entscheidend ist auch, dass Stabilitätskontrollsysteme verboten sind.

Traktions- und Stabilitätskontrolle werden oft in einen Topf geworfen, erfüllen aber unterschiedliche Funktionen. Die Traktionskontrolle mildert das Durchdrehen der Räder, während die Stabilitätskontrolle die Gierrate eines Fahrzeugs oder den Unterschied in der Fahrtrichtung zwischen Vorder- und Hinterachse regelt. (Die Gierrate wird oft als „Rutschwinkel“ bezeichnet, obwohl mir das nicht gefällt, weil „Rutschwinkel“ auch verwendet wird, um den Unterschied zwischen der Ausrichtung eines Reifens und der Fahrtrichtung zu beschreiben.)

PTM verfügt über fünf Modi: Nass, Trocken, Sport, Rennen 1 und Rennen 2. Die ersten drei arbeiten mit aktivierter Stabilitätskontrolle, wobei PTM jeden Hebel nutzt, den es ziehen kann, um unter einer bestimmten maximalen Gierrate zu bleiben. Sport ist besonders interessant, da es die gleiche Traktionskontrolleinstellung wie Race 1 verwendet und gleichzeitig seine Werkzeuge nutzt, um eine schöne, neutrale Fahrbalance aufrechtzuerhalten.

Faszinierend ist auch die Art und Weise, wie PTM in seiner neuesten Version die MagneRide (MR)-Stoßdämpfer von GM integriert. „Wir werden das Auto fahren [und sagen]: „Nun, ich möchte eine PTM-Änderung vornehmen, weil ich auch ein bisschen fahre.“ „Es gibt viel Schlupf in der Hinterachse“, sagt Wise. „Aber wenn man sich ein wenig mit den Daten befasst, sieht man: ‚Wir verlagern das Gewicht etwas zu schnell. Die hinteren Dämpfer laden sich schneller auf, als wir es brauchen‘, und was wir wirklich wollen, ist, die Belastung zu verlangsamen.“ des Hinterreifens, so dass es funktionieren kann, und das können wir. Behalten Sie das höhere Schlupfziel bei. Wir machen also viel davon gemeinsam, weil beide gegeneinander spielen.“

Das Differenzial wirkt auch auf die MR- und PTM-Systeme ein. „Mit dem Differenzial machen wir viel, um ein bestimmtes Gierverhalten zu steuern“, sagt Wise. „Damit sich das Fahrzeug natürlich anfühlt, wollen wir das Gierverhalten sowie das Verhalten in der Kurvenmitte und am Kurvenausgang relativ ähnlich halten.“ Das System strafft oder lockert außerdem das Differenzial, um den Radschlupf an der Hinterachse im gewünschten Bereich zu halten. (Das Anziehen des Differenzials oder das Erhöhen der Blockierstärke verringert den Unterschied in der Radgeschwindigkeit von Seite zu Seite; das Lockern des Differentials oder das Verringern der Blockierstärke erhöht den Unterschied in der Radgeschwindigkeit von Seite zu Seite, zumindest in Kurvenfahrt.)

GM ist einer der wenigen Automobilhersteller, die all diese Tools nutzen, um die Dynamik eines Fahrzeugs auf der Rennstrecke zu definieren. Ein weiteres bemerkenswertes Beispiel ist Ferrari, das mit dem F430 von 2005 schon früh in das E-Diff-Spiel eingestiegen ist. Fahren Sie ein mit PTM ausgestattetes Auto oder einen beliebigen Ferrari auf der Rennstrecke und es fühlt sich fast wie Magie an, die Balance des Autos ist so gekonnt gemeistert.

Bei manchen Fahrzeugen ist der Motorsport-Einfluss ihrer Traktions-/Stabilitätskontrollsysteme deutlicher zu erkennen. Der Mercedes-AMG GT R und später die GT Black Series verfügten über einen Knopf direkt über den HVAC-Bedienelementen, der ein neunstufiges Traktionskontrollsystem steuert, das nur den Radschlupf an der Hinterachse regelt. Dieses System funktioniert nur bei ausgeschalteter Stabilitätskontrolle und simuliert möglicherweise die Systeme eines GT3-Rennwagens besser als jedes andere Straßenauto. BMW bietet jetzt im M2, M3 und M4 ein „M Traction Control“-System mit 10 wählbaren Stufen an, das jedoch auch eine Stabilitätskontrolle zur Erreichung einer vorgegebenen Gierrate integriert. Dieses System basiert auf Motor- und Bremssteuerungen wie ein herkömmliches Traktions-/Stabilitätskontrollsystem, integriert jedoch auch ein elektronisches Sperrdifferenzial. Es handelt sich also um zwei unterschiedliche Systeme, aber Systeme, die dem Fahrer auch viel Kontrolle über das Fahrgefühl des Autos ermöglichen. Die Idee besteht darin, dass Sie, je komfortabler Sie sich fühlen, beginnen, die Interventionsintensität zu reduzieren, bis Sie die gewünschte Intensität erreichen. Oder Sie fügen etwas mehr hinzu, wenn der Grip bei schlechteren Streckenbedingungen und schlechteren Reifen abnimmt.

Auch im neuen 911 GT3 RS bietet Porsche dem Fahrer zahlreiche Möglichkeiten, die Fahrzeugbalance direkt am Lenkrad anzupassen. Es gibt ein siebenstufiges Traktionskontrollsystem, das entweder mit ein- oder ausgeschalteter Stabilitätskontrolle funktioniert, aber als einziges bietet der GT3 RS vom Fahrer einstellbare Differenzialeinstellungen, die sich separat auf die Balance am Kurveneingang und -ausgang auswirken. Es gibt auch individuelle elektronische Einstellungen für die Dämpfer-Druck- und Zugstufe an jeder Achse. Letztlich ermöglicht dies dem Fahrer, das Fahrverhalten ganz individuell an seine Vorlieben anzupassen.

Natürlich brauchen Sie nicht die schickste Hardware der Welt, um von den neuesten Software-Innovationen zu profitieren. Seit einigen Jahren verwendet Lotus ein von Bosch stammendes Traktionskontrollsystem, das in seiner neuesten Version im neuen Emira zum Einsatz kommt. Dieses Auto verwendet passive Dämpfer und ein traditionelles mechanisches Sperrdifferential, nutzt jedoch die Vorteile eines sehr fortschrittlichen Traktions- und Stabilitätskontrollsystems.

„Bisher reagierten Systeme immer auf Eingaben: Wenn das Auto ins Rutschen kommt oder man auf die Bremse tritt, greift man in die Lenkung ein“, erklärt Lotus-Chefingenieur Gavan Kershaw. „Hier läuft im Hintergrund ein komplettes Fahrzeugmodell, also schaut es ständig darauf, was der Fahrer tut, wie das Feedback ist, [und] es korreliert es mit seinem Fahrzeugmodell und sagt tatsächlich voraus, was als nächstes passieren wird.“ "

„Das Auto sollte wissen, was passieren wird, bevor der Fahrer es selbst wirklich sieht“, fügt Will Copland, Leiter Stabilitätskontrolle und Bremssysteme bei Lotus, hinzu. „Es geht um den Lenkwinkel, es geht um sechs Dimensionen der IMU, der Trägheitsüberwachungseinheit, damit sie alle unterschiedlichen Beschleunigungen in alle Richtungen erkennen kann, sie kann die Gierrate erkennen und sie kann die Ruckrate erkennen, was die ist.“ Rate, dass sich die Beschleunigung tatsächlich ändert. Es ist also in seiner Betrachtungsweise sehr fortschrittlich, aber das bedeutet, dass es in seiner Funktionsweise ziemlich nahtlos ist … Die Stabilitätssysteme haben nie das Gefühl, dass sie das Auto einfangen, oder sie haben nie das Gefühl: „Oh!“ . Ich sehe, dass mich das Stabilitätssystem dort erwischt hat.' Es ist immer nahtlos.

Wie viele Traktions- und Stabilitätskontrollsysteme ist auch das Emira-System auf die Variation der Motorleistung und das Zugreifen auf die Bremsen angewiesen, um seine (wörtlichen) Ziele zu erreichen. Wie bei allen anderen Systemen, die wir besprochen haben, auch bei allen verfügbaren Tools.

Kershaw merkt auch an, dass es sehr schwierig ist, so etwas zu entwickeln: „Die Form des Autos ist definiert, die Größe, die Form und alles andere, und dann bauen wir ziemlich schnell Maultierautos, zu denen wir es schicken.“ „Es ist ein riesiges Stück Arbeit“, sagt er. „Im Allgemeinen ist es die gesamte Länge des Programms.“

Die Ergebnisse sind beim Emira und allen anderen hier beschriebenen Autos lohnenswert. Wer möchte nicht schneller und sicherer auf der Strecke sein?

Was kein System lösen kann, ist mein Gefühl des Hochstaplersyndroms, aber das liegt wirklich an mir. Aus irgendeinem Grund habe ich im Kopf, dass ich nur dann ein würdiger Rennfahrer sein kann, wenn ich ein Auto ohne Computereingriffe steuern kann. Aber wenn ich mir das Video von Profi-Profi Bill Auberlin ansehe, wie er sich auf das Traktionskontrollsystem des alten M3 GT stützt, um in Mid-Ohio ein rasantes Tempo vorzugeben, wird mir klar, dass ich auf dem falschen Weg bin. Ein echter Rennfahrer nimmt gerne jedes Werkzeug an, das ihn schneller macht. Deshalb verfügen Rennwagen überhaupt über eine Traktionskontrolle. Ich muss einfach über mich selbst hinwegkommen und die technische Brillanz genießen, die mir und so vielen Rennstreckenbesuchern auf der ganzen Welt zur Verfügung steht.

Chris Perkins ist seit seiner Kindheit ein Autoliebhaber und der Technik-Nerd und Porsche-Apologet von Road & Track. Er trat 2016 in die Belegschaft ein und niemand hat seitdem einen Weg gefunden, ihn zu entlassen. Er parkt einen Porsche Boxster in Brooklyn, New York, auf der Straße, sehr zum Entsetzen aller, die das Auto sehen, nicht zuletzt des Autors selbst. Er besteht auch darauf, dass er kein Cabrio-Typ ist, obwohl er drei besitzt.

Das harte Wochenende von Indys schnellster Frau

Der Citroën Rally Tech So Advanced McLaren nutzt ihn

Dekonstruktion des Motors, der Le Mans dominierte

Mit diesem Werkzeug können Sie schwere Batterien mühelos bewegen

Dieser 740 PS starke Toyota GR Yaris ist unglaublich

Newgarden gewinnt Indianapolis 500 mit Last-Lap-Pass

Toyota kann den Tacoma nicht vermasseln

Der erste Lauf von Le Mans war nicht einmal ein Rennen.

BMW könnte 50 neue Z4-Clownschuhe für 250.000 US-Dollar bauen

Die legendärste Geisterstrecke von NASCAR ist zurück

Der neue Tacoma Trailhunter und TRD Pro sind da

Der Ford Maverick Tremor 2023 ist genau das Richtige