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F1-Starts

Fragen und Antworten ĂŒber die Technik in der Formel 1.
Beitrag Mo Sep 22, 2014 12:45 am

BeitrÀge: 37828
Heute hieß es, dass 95% des Starts nach wie vor elektronisch ablĂ€uft und von Software programmiert ist. Kann mich da jemand mal aufklĂ€ren?`Dachte eine Startautomatik sei verboten>? Wo ist da derr Unterschied?

Beitrag Di Nov 25, 2014 5:17 pm

BeitrÀge: 2
Ich denke das Verbot bezieht sich auf die Traktionskontrolle. Was mit dem ganzen Hybridzeug beim Start ablÀuft kann man hÀndisch gar nicht managen. Es gibt ja auch keinen klassischen KERS-Knopf mehr. Verbrauch und Ernten der elektrischen Energie ist ja in jede Runde einprogrammiert.

Beitrag Mi Jan 07, 2015 2:38 am

BeitrÀge: 179
Was es definitiv gibt ist fĂŒr die gesamte Power Unit ein Start-Modus.
Der Bereich an Einflussfaktoren von Software auf den Start fÀngt auf jeden Fall mal mit der Kupplung an.
Die Fahrer haben 2 Hebel fĂŒr die Kupplung auf der RĂŒckseite des Lenkrades wobei der erste ĂŒblicherweise einfach beim Ausgehen der Ampeln losgelassen wird und der zweite dann kontinuierlich losgelassen wird. Dabei sind diese Hebel einfach nur Potentiometer und die Software sagt der Kupplung, was sie machen soll (da muss es aber eine feste Kennlinie geben, wobei die nicht linear sein muss). Der erste Hebel schließt die Kupplung genau bis zum Schleifpunkt, der zweite macht den Rest. Was man öfters mal hörst ist, dass der Fahrer einen "bite point learn" machen soll. Das ist das Anlernen des Schleifpunktes der Kupplung. Dabei "lernt" die Motorsteuerung, bei welcher Aktuatorposition die Kupplung anfĂ€ngt zu schleifen. Das dĂŒrfte eine automatische Prozedur sein und in sich recht unspektakulĂ€r. Wo man von der Software fĂŒr den Fahrer sicherlich was machen kann ist die Kennlinie des zweiten Hebels. Manche Fahrer sind da vielleicht eher etwas grobmotorisch oder mögen eine progressive/degressive Kennlinie, andere wollen es genau linear, oder nur die ersten 10% langsam und dann linear, was auch immer. Da kann man sich auch zu Tode dran spielen.
Soviel zur Kupplung.
Danach kommt das Pedalkennfeld. Bei Formel-1 Autos genauso wie bei modernen Straßenfahrzeugen kommt vom Gaspedal einfach nur eine Positionsangabe (0-100%), die dann in ein Soll-Drehmoment des Motors umgerechnet wird. FĂŒr diese Kennlinie gibt es Vorgaben im Reglement (muss stetig zunehmend sein, kein Gas muss kein Gas sein usw.), man kann aber noch sehr sehr viel rumspielen. Ich weiß gerade nicht, ob man die Pedalkennfelder gangabhĂ€ngig machen darf, aber dann könnte man im ersten Gang zB als maximales Drehmoment nur soviel freigeben, dass die RĂ€der optimalen Schlupf haben, im zweiten Gang das gleiche(wĂ€re dann aber mehr Drehmoment vom Motor) usw.
Neben dem Pedalkennfeld kann man auch ĂŒber das Gemisch oder das ZĂŒndwinkelkennfeld das Drehmoment vom Motor beeinflussen, wenn das Pedalkennfeld einem da nicht alles ermöglich was man gerne möchte. Im Start-Kennfeld kann dann z.B. bei niedrigeren Drehzahlen das Drehmoment durch etwas weniger Kraftstoff oder einen spĂ€teren ZĂŒndwinkel reduzieren. Insgesamt lĂ€sst sich damit, in gewissen Grenzen, ein optimaler Drehmomentaufbau realisieren. Ich gehe davon aus, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit dabei keine EingangsgrĂ¶ĂŸe sein darf (dann wĂ€re es nĂ€mlich wieder ne Traktionskontrolle) und dass es auch sonst noch einige EinschrĂ€nkungen gibt, aber man kann das Verhalten des Motors dann doch recht deutlich beeinflussen, so dass es dem individuellen Fahrer leichter fĂ€llt, das Auto optimal zu starten. (Ich habe irgendwann letztes Jahr mal das Reglement fast vollstĂ€ndig gelesen, aber alles ist auch nicht hĂ€ngen geblieben...)
Neben den relativ simplen genannten Sachen, die es in der Form auch als Einstellmöglichkeiten bei den V8-Saugmotoren gab, kann man an dem ganzen "Hybrid-Quatsch" natĂŒrlich auch noch vergleichbare Einstellungen ĂŒber Kennfelder vornehmen. Eine andere Strategie fĂŒr die MGU-H wird es sicherlich geben, auch die MGU-K wird bestimmt MotordrehzahlabhĂ€ngig eingestellt sein und am Start direkt wohl nicht alles geben dĂŒrfen. Insbesondere der Transferbereich ist da auf jeden Fall interessant, da ein plötzlicher Drehmomentanstieg oder -abfall beim Start sofort zu einer blöden Fahrsituation fĂŒhrt und mehrere PlĂ€tze kosten kann, wohingegen das im Rennen vielleicht mal ne halbe bis ganze Zehntel kostet.

Beitrag Mi Jan 07, 2015 11:46 am

BeitrÀge: 37828
Vielen Dank fĂŒr die ausfĂŒhrliche Stellungnahme! Das ist sehr interessant, klingt fĂŒr mich aber fast wie eine Startautomatik. Wo sind da die Unterschiede?

Beitrag Do Jan 08, 2015 1:25 am

BeitrÀge: 179
Da muss man erst einmal ein paar Begriffe definieren in meinen Augen.
Das wesentliche ist dabei der Unterschied zwischen Regelung und Steuerung. Eine Steuerung fĂŒhrt in AbhĂ€ngigkeit von verschiedenen EinflussgrĂ¶ĂŸen vordefinierte Aktionen aus, hat aber keine RĂŒckfĂŒhrung. Das heißt, dass die Steuerung die Resultate ihrer Aktionen nicht mitbekommt. Eine Regelung hingegen tut genau dies und passt daraufhin ihr Verhalten an.

Was man aktuell, wenn auch mit teils erheblichen EinschrÀnkungen, beim Start darstellen kann ist eine Steuerung, nicht eine Regelung.

Dabei gibt es dann das Problem, dass es so viele Einflussfaktoren gibt, dass die Steuerung extrem empfindlich ist und alles immer wieder exakt gleich ablaufen muss, bis man einmal das passende Setup hat. Das bedeutet, dass der Schleifpunkt der Kupplung perfekt bekannt sein muss, dass der Fahrer immer exakt gleich den Kupplungshebel betĂ€tigt, immer gleich viel Gas gibt beim Start und natĂŒrlich auch die Streckenbedingungen immer gleich sind. Die Streckenbedingungen lernt man im Laufe des Wochenendes und die Fahrer haben ein immens hohes Niveau, soviel ist klar.
Man braucht letztlich eine Charakteristik, die auf den jeweiligen Fahrer passt, die leicht an örtliche Randbedingungen anzupassen ist und die robust ist. Robust bedeutet dabei, dass bei leichten Abweichungen der EinflussgrĂ¶ĂŸen nicht plötzlich totaler Murks rauskommt, sondern etwas was zwar nicht perfekt, aber immernoch nahe dran ist.
Ich glaube 2013 und davor hatte RedBull z.B. keine sonderlich robuste Funktionsstruktur/Bedatung am Start, anders kann ich mir die oft hundsmiserablen Starts von Mark Webber echt nicht erklĂ€ren, der kann ja schließlich auch verdammt gut fahren.

Der Begriff Startautomatik ist in meinen Augen sehr irrefĂŒhrend, da er nicht sauber abzugrenzen ist. Wenn man darunter versteht, dass bestimmte Sachen automatisch passieren, die der Fahrer nicht explizit anfordert, hat man das. Was man aber nicht hat ist ein vom Fahrer unabhĂ€ngiger Start.
Der ganze Quatsch wird letztlich nur gemacht, um dem Fahrer das ganze zu erleichtern. Ich erinnre mich zB noch, was fĂŒr einen Unterschied der Wechsel vom Leistungs-Kennfeld auf ein Mager-Kennfeld aufm Skidpad (liegende 8, Formula Student Wettbewerb) gemacht hat. Es war insgesamt ca. 10-20% weniger Leistung abrufbar, aber die Fahrer mussten nicht bei 6-10% Drosselklappenposition rumhampeln sondern waren bei 10-30%. Damit war die Steuerung des Motors deutlich robuster gegenĂŒber kleinen Änderungen der Drosselklappensteuerung rund um dem Optimalwert und der Fahrer musste nicht die volle Konzentration auf den rechten Fuß setzen. Ein anderer Bereich war die Implementierung einer Schaltautomatik fĂŒr die Acceleration (75m Beschleunigung, wieder Formula Student) gebracht hat. Damit musste der Fahrer mit einem mal ĂŒberhaupt nicht mehr auf's Dashboard schauen und konnte sich vollstĂ€ndig auf Kupplung und Gaspedal konzentrieren. Zeitersparnis auf eine Fahrtzeit von round about 4 Sekunden war mindestens 0.1 Sekunden dabei, was ein sehr großer Schritt war.
Wie gesagt: Dem Fahrer das Leben leichter machen und ihm die Möglichkeit geben, sich auf weniger Sachen gleichzeitig konzentrieren zu mĂŒssen und damit diese wenigen Sachen besser absolvieren zu können.

Wir haben auch mal mit GangabhÀngigen Kennfeldern gespielt und in den ersten beiden GÀngen das Drehmoment reduziert sowie den Drehmomentaufbau nicht mehr rein auf alles was geht ausgelegt, sondern so, dass bei einem linearen Gasgeben ab Start das Drehmoment parallel zum absetzbaren Drehmoment steigt.
Das absetzbare Drehmoment Ă€ndert sich im Wesentlichen nur in AbhĂ€ngigkeit von der Geschwindigkeit und Beschleunigung des Fahrzeuges. Jenachdem wie das Fahrwerk und die Aerodynamik ausgelegt sind, muss man dann damit den Drehmomentverlauf des Motors bei linear zunehmendem Gaspedal abstimmen. Solche Sachen sieht man auch ĂŒblicherweise in den Fahrpedalkennfeldern von Elektro-Autos.

Nochmal kurz das Thema Traktionskontrolle angesprochen:
Das ist ein klassischer Fall von Verwirrung durch nicht ganz saubere Übersetzung von Fachbegriffen aus dem Englischen. Dort heißt es traction control, wobei control ein Begriff der Regelungstechnik ist und zu deutsch in diesem Fall Regelung heißt. Deswegen heißt das ganze bei den meisten Herstellern aus Antriebsschlupfregelung (ASR), was der korrekten Übersetzung entspricht.
Die Traktionskontrolle ist also eine Regelung und schaut damit (siehe oben) auch auf die Werte, die sie selber beeinflusst, hier den Schlupf (berechnet aus Fahrzeuggeschwindigkeit und Raddrehzahl). Bei einer vernĂŒnftigen Traktionskontrolle kann der Fahrer am Gaspedal machen was er möchte, es wird höchsten das maximal in Vortrieb umsetzbare Moment vom Motor angefordert, auch wenn das nur 10% Gaspedalstellung entspricht.
Man kann ĂŒbrigens eine relativ bescheidene Steuerung mit einem guten Regler oft in Ordnung bringen. Schöner ist es, wenn beides gut ist, aber das geht halt nicht immer.

Beitrag Do Jan 08, 2015 11:25 am

BeitrÀge: 37828
Wow danke! Echt sehr verstÀndlich erklÀrt!

Beitrag So Jun 07, 2015 6:19 pm

BeitrÀge: 37828
Es wird ja derzeit diskutiert, dass die Starts 2017 schwieriger werden sollen. Wie könnte das aussehen?

Beitrag Mo Jun 08, 2015 8:55 pm
0ph 0ph

BeitrÀge: 1327
Die ganze Technik streichen und H-Schaltung mit echter Kupplung! :D

Beitrag Mi Aug 26, 2015 12:11 am

BeitrÀge: 179
MichaelZ hat geschrieben:
Es wird ja derzeit diskutiert, dass die Starts 2017 schwieriger werden sollen. Wie könnte das aussehen?

Wenn man davon ausgeht, dass keiner so bescheuert ist und eine Fuß-Kupplung wieder einfĂŒhren möchte, wird es also definitiv bei ner Aktuierung am Lenkrad bleiben. Man kann z.B. von den aktuellen 2 auf ein einzelnes Pedal am Lenkrad runter. Wenn man dann noch vorschreibt, dass der Pedal-Weg linear den AusrĂŒck-Weg der Kupplung vorgibt, hat man alles so weit eingeschrĂ€nkt, dass man nicht mehr tricksen kann. Der Fahrer muss dann selber fĂŒhlen, wann die Kupplung kommt indem er bei getretener Bremse direkt vorm Start langsam kommen lĂ€sst und auf sein Popometer hört. Ist dann im Endeffekt auch das gleiche, wie mit ner Fußkupplung im normalen PKW. Fußkupplung macht halt in nem Monoposto mit den Abmaßen die man aktuell in der F1 hat wenig Sinn vom Package und hĂ€tte auch keinen Mehrwert fĂŒr die Zuschauer, da es genau so leicht/schwer ist, das ganze ĂŒber das Pedal am Lenkrad zu machen. Elektrisch wird es ohnehin sein (Aktuierung der Kupplung hydraulisch, aber nicht auf Fahrerseite). Das geht auch nicht sinnvoll anders, da die Federn von F1 Kupplungen extrem stark sein mĂŒssen, insbesondere mit den Turbomotoren und den verwendeten Materialien.
Letztlich wird es, genauso wie auch der Umstieg jetzt in Spa, nahezu keinen Unterschied machen. Das GefĂŒhl fĂŒr den Schleifpunkt bekommt man einfach mit Übung und die Empfindlichkeit auf Temperaturschwankungen oder Sachen wie eine neue EinfĂŒhrungsrunde kann man konstruktiv geringer gestalten als das aktuell der Fall ist. Ansonsten werden die Fahrer halt einfach am Anfang der Saison viele Tests mit Starts machen und sich einfach etwas umgewöhnen mĂŒssen.
Hier und da wird, so wie es bislang auch schon war, immer mal jemand schlecht starten und andere Leute richtig gut. Einziger Unterschied ist, dass man jetzt nicht mehr sagen kann, dass der Schleifpunkt falsch eingestellt war oder irgendwas nicht funktioniert hat, sondern der Fahrer muss es einfach auf seine Kappe nehmen. In meinen Augen reichlich verschwendete Entwicklungsarbeit um mit einer technologisch unterlegenen Lösung wieder genausogut starten zu können ohne dass es fĂŒr den Zuschauer nennenswert etwas Ă€ndert. Aber gut, wenn das absolut gewĂŒnscht wird, kann man's ja machen, Ă€ndert nur wie gesagt nix. Das bisherige System gibt es ja auch erst seit ich meine 2009, vielleicht auch 2007. Ist auch irgendwie keinem aufgefallen, dass an der Kupplung was geĂ€ndert wurde. Das Verbot von Launch-Control war da interessanter und macht auch wirklich ne Menge aus.

Beitrag Fr Aug 28, 2015 4:40 pm

BeitrÀge: 37828
Beim Großen Preis von Belgien galten fĂŒr den Start verschĂ€rfte Bedingungen. Obwohl es im Vorderfeld einige Positionsverschiebungen gab, hat sich im Grunde aber nichts geĂ€ndert. Die Technik bleibt dieselbe und sie regelt den Start weiterhin nahezu automatisch.

Sergio PĂ©rez raste auf Rang zwei vor, Nico Rosberg dagegen verlor fĂŒnf PlĂ€tze – auf den ersten Blick scheint es, als hĂ€tten die verĂ€nderten Startbedingungen, die seit dem Belgien-GP gelten, durchaus zu VerĂ€nderungen gefĂŒhrt. Doch „Auto, Motor und Sport“ hat die genauen Zahlen und Positionswechsel analysiert und festgestellt: Statistisch gibt es keine AuffĂ€lligkeiten. Rosberg zum Beispiel verlor ja auch in Ungarn schon einige Positionen am Start. Inzwischen gelten sie als Schwachstelle schlechthin von Mercedes. FĂŒr den Singapur-GP will das Weltmeister-Team daher eine neue Kupplung im wahrsten Sinne des Wortes an den Start bringen.

Dass das Thema F1-Starts nur ein Sturm im Wasserglas war, haben Experten im Vornherein prophezeit. Aber das Thema passte manchen Medien eben gut um in der Sommerpause Diskussionsstoff zu bringen. Die Technik der Starts bleibt bekanntlich dieselbe, es haben sich nur zwei Regelungen geĂ€ndert: Erstens darf die Kupplungseinstellung nach dem Rausfahren aus der Boxengasse rund 30 Minuten vor Rennstart nicht mehr verĂ€ndert werden und zweitens dĂŒrfen dem Fahrer in der EinfĂŒhrungsrunde keine Instruktionen mehr gegeben werden. Letzte Regelung wurde laut „Auto, Motor und Sport“ im Übrigen nach kritischen Bedenken der Teams wieder ĂŒberworfen.

Startautomatik seit 2004 verboten


F1-Starts funktionieren heute fast automatisch. Seit 2004 ist eine Startautomatik in der Formel-1 de facto verboten. Es darf also keine Programme mehr geben, die den optimalen Druckpunkt der Kupplung automatisch findet. Diese ist abhÀngig von gewissen Einflussfaktoren. Zum einen durch die Streckenbedingungen wie Asphalttemperatur oder Asphaltbeschaffenheit, aber auch durch die Reifen, welche Mischung zum Einsatz kommt, sowie welcher Reifendruck und welche Reifentemperatur vorliegen. Weil die Kupplungen aus Kohlefaser-Reibscheiben bestehen reagieren F1-Kupplungen auf kleine VerÀnderungen solcher Beschaffenheiten sehr sensibel.

Die umfassende Datenaufzeichnung an einem F1-Rennwagen erkennt natĂŒrlich sofort Schwankungen. Weil sich die Startprogramme nicht mehr automatisch auf solche Schwankungen einstellen dĂŒrfen, haben die Ingenieure den Fahrern bis zur RegelĂ€nderung vor dem Belgien-GP noch in der EinfĂŒhrungsrunde erklĂ€rt, welche Kupplungs- und Motoreneinstellungen sie wĂ€hlen sollen. Nicht nur, um sich auf solche Schwankungen einzustellen, sondern weil eine wichtige Rahmenbedingung als weitere Variable noch dazu kommt, die man aber erst beim Start in die EinfĂŒhrungsrunde bekommt: Der Grip auf dem jeweiligen Startplatz, der ja unterschiedlich ist (je nachdem, wo die Ideallinie ist, gibt es ja eine gute und eine schlechte Seite – aber auch innerhalb einer jeden Seite gibt es Unterschiede). Nun mĂŒssen das die Fahrer selber fĂŒhlen.

Ist der Kupplungs-Druckpunkt nicht perfekt, dann gibt es entweder zu viel Drehmoment (durchdrehende RĂ€der) oder zu wenig (Drehzahlen fallen in den Keller). Beides hat schlechtere Starts zur Folge. Weil die Starttechnik an sich aber selbst gleich bleibt, waren große Unterschiede am Start auch nicht zu erwarten.

Beitrag Di Apr 12, 2016 9:25 am

BeitrÀge: 37828
Die neuen Starts scheinen ganz gut zu funktionieren, da kommt durchaus Abwechslung rein. Aber ich bin mir sicher, dass sich das bald wieder Ă€ndern dĂŒrfte.

Beitrag Di Apr 12, 2016 5:30 pm
0ph 0ph

BeitrÀge: 1327
Gib den Jungs Kupplung und Gaspedal, die nicht elektronisch gesteuert werden und wir haben noch mehr Spaß und das Dauerhaft ;)

Beitrag Di Apr 12, 2016 7:12 pm

BeitrÀge: 7386
Genau! :D) :D)

Beitrag Mi Apr 13, 2016 2:11 pm

BeitrÀge: 1191
0ph hat geschrieben:
Gib den Jungs Kupplung und Gaspedal, die nicht elektronisch gesteuert werden und wir haben noch mehr Spaß und das Dauerhaft ;)

+1
Diskutiere niemals mit Idioten!
Erst ziehen sich dich auf ihr Niveau
und schlagen dich dann mit ihrer Erfahrung.

(c) by Mark Twain

Beitrag So Aug 28, 2016 1:13 pm

BeitrÀge: 4967
0ph hat geschrieben:
Gib den Jungs Kupplung und Gaspedal, die nicht elektronisch gesteuert werden und wir haben noch mehr Spaß und das Dauerhaft ;)

So isses ;)

Beitrag Di Sep 27, 2016 3:18 pm

BeitrÀge: 37828
Mercedes startet ja 2016 richtig mies. Kann mich eigentlich an keine vergleichbaren FÀlle erinnern. Ihr? 2001 ist McLaren öfter mal stehen geblieben am Start, aber ansonsten?

Beitrag Di Sep 27, 2016 6:30 pm

BeitrÀge: 7386
2001 war aber wenn ich mich recht erinnere das Jahr der Probleme mit der LaunchControl - insofern different story...

Beitrag Mi Sep 28, 2016 4:42 pm

BeitrÀge: 37828
Webber kam ja immer mies weg.

Beitrag Sa Apr 22, 2017 6:01 pm

BeitrÀge: 37828
Tja, anders als vermutet sind die Starts 2017 doch kein Problem...

Beitrag Mo Jan 28, 2019 5:17 pm

BeitrÀge: 13
der kann ja schließlich auch verdammt gut fahren.


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