دستاورد جدید مهندسین هایبرید فرمول یک؛ جنگ بر سر میلی ثانیه ها!

فرمول یک ایران – در مسابقات فرمول یک و مخصوصا دوران هایبرید، تیم برنده برای رسیدن به خط پایان به عنوان خودروی اول، هر کاری را که لازم باشد انجام می دهد. حال تحقیقی از دانشگاه ETH زوریخ سوئیس منتشر شده که جنگ بر سر میلی ثانیه ها را تشدید می...

فرمول یک ایران – در مسابقات فرمول یک و مخصوصا دوران هایبرید، تیم برنده برای رسیدن به خط پایان به عنوان خودروی اول، هر کاری را که لازم باشد انجام می دهد. حال تحقیقی از دانشگاه ETH زوریخ سوئیس منتشر شده که جنگ بر سر میلی ثانیه ها را تشدید می کند.

رانندگان وظیفه گرفتن بهترین تصمیمات ممکن را در مورد پیچ ها و تعویض دنده ها به عهده دارند و مهندسان باید خودرو را بهینه سازی کنند.

در مطالعه‌ای که در IEEE Transactions on Vehicular Technology منتشر شده است: تیمی از مهندسان، کنترل‌کننده جدیدی را برای اتومبیل‌های مسابقه فرمول یک پیشنهاد کرده‌اند که مانورهای رانندگان را در طول مسابقه تجزیه و تحلیل می‌کند و بر این اساس به بهینه‌سازی موتور در دورهای آینده کمک می‌کند.

دکتر مارک نویمن از دانشگاه ETH زوریخ:

تخمین‌گر، رفتار آینده راننده را حدس می‌زند و درخواست‌های برق آینده را در اختیار کنترل‌کننده قرار می‌دهد.

یکی از عواملی که بهینه سازی موتور فرمول یک را چالش برانگیز می کند موضوع پاوریونیت های هایبرید است که فیا از سال 2014 مقرر کرده است.

دکتر مارک نویمن توضیح می‌دهد:

نسل فعلی خودروهای فرمول یک، دارای سیستم‌های بسیار پیچیده‌ای هستند. چالش طراحی کنترلر برای این خودروها در تعامل بین اجزای حرارتی و الکتریکی واحد قدرت نهفته است.

بنابراین، تیم او به دنبال ایجاد یک کنترل‌کننده بود که هماهنگی بین جنبه‌های احتراق و الکتریکی خودروی هایبریدی را بهینه‌سازی کند. مهمتر از همه، آنها طراحی خود را یک گام جلوتر بردند و به آن اجازه دادند رفتار راننده را توضیح دهد.

واقعیت این است که حتی بهترین رانندگان ممکن است چندین میلی ثانیه قبل یا بعد از زمان بهینه، دنده را تعویض کنند. در این موارد، مقداری انرژی جنبشی اضافی در سیستم ممکن است توسط سیستم خودرو بهینه سازی و بازیابی نشود.

کنترل‌کننده ای که توسط نویمن و همکارانش ساخته اند به این تفاوت‌ها در رفتار راننده در زمان واقعی توجه می‌کند و فعل و انفعالات بین اجزای الکتریکی و حرارتی موتور هایبریدی را بر این اساس در طول دورهای آینده تنظیم می‌کند. در حالی که کنترلرهای معمولی معمولاً از قبل برنامه ریزی شده اند، کنترل کننده های آنها تطبیقی است.

دکتر نویمن:

ما مجبور بودیم یک برآوردگر را پیاده سازی کنیم که مسیرهای آینده را تخمین بزند. تخمین‌گر، رفتار آینده راننده را حدس می‌زند و درخواست‌های قدرتی آینده را در اختیار کنترل‌کننده قرار می‌دهد.

به دلایل محرمانه بودن، محققان نمی توانند فاش کنند که برای کدام رقیب فرمول یک کار می کنند، یا نتایج مقایسه کنترلر خود را با دیگران به اشتراک بگذارند. با این حال، آنها در مطالعه خود یک مدل شبیه سازی برای مقایسه کنترل کننده خود با سناریوی بهینه که در آن همه شرایط عالی هستند، راه اندازی کردند.

از طریق این شبیه‌سازی‌ها، محققان نشان می‌دهند که فناوری آنها می‌تواند به خودروی مسابقه‌ای کمک کند که دور پیست را بین 49 تا 64 میلی‌ثانیه کمتر از وضعیت بهینه تئوری (که در آن راننده تک تک اقدامات را کاملاً انجام می‌دهد) انجام دهد.

در مرحله بعد، نویمن می گوید که تیم او قصد دارد به بررسی راه های بهینه سازی خودروهای فرمول یک ادامه دهد، اما با یک رویکردی کلی تر که تصمیمات سخت افزاری و نرم افزاری را در نظر می گیرد و می تواند بر رفتار کلی خودرو تأثیر بگذارد.